Делаем самодельные зарядные устройства для автомобильных аккумуляторов
Самодельные зарядные устройства для аккумуляторов обычно имеют очень простую конструкцию, а дополнительно к тому и повышенную надежность как раз ввиду простоты схемы. Еще один плюс от изготовления зарядки своими руками – относительная дешевизна комплектующих и как результат – невысокая себестоимость прибора.
Почему сборная конструкция лучше покупного
Основная задача подобной техники – поддерживать на требуемом уровне заряд аккумуляторной батареи автомобиля в случае необходимости. Если разрядка АКБ произошла рядом с домом, где есть нужное устройство, то проблем не возникнет. В противном случае, когда нет подходящей техники для питания аккумулятор, и средств тоже недостаточно, можно собрать прибор своими руками.
Необходимость использования вспомогательных средств для подпитки АКБ автомобиля обусловлена в первую очередь низкими температурами в холодное время года, когда наполовину разряженная аккумуляторная батарея представляет собой главную, а иногда и вовсе не разрешимую проблему, если только вовремя не подзарядить АКБ. Тогда самодельные зарядные устройства для питания автомобильных аккумуляторов станут спасением для пользователей, которые не планируют вкладываться в такую технику, по крайней мере, в данный момент.
Принцип действия
До определенного уровня АКБ авто может получать питание от самого транспортного средства, а если точнее, от электрогенератора. После этого узла обычно устанавливается реле, ответственное за установку напряжения не более 14,1В. Чтобы аккумуляторная батарея зарядилась до предела, необходимо более высокое значение данного параметра – 14,4В. Соответственно, для реализации такой задачи как раз и применяются АКБ.
Основные узлы данного устройства – трансформатор и выпрямитель. В результате на выход подается постоянный ток с напряжением определенной величины (14,4В). Но почему наблюдается разбег с напряжением самой батареи – 12В? Это делается с целью обеспечения возможности зарядить АКБ, разряженной до уровня, когда значение данного параметра аккумулятора приравнивалось 12В. Если зарядка будет характеризоваться таким же по значению параметром, то в результате питание АКБ станет сложно выполнимой задачей.
Смотрим видео, самое простое устройство для заряда АКБ:
Но здесь есть нюанс: небольшое превышение уровня напряжения аккумуляторной батареи не является критичным, тогда как существенно завышенная величина этого параметра очень плохо скажется в дальнейшем на работоспособности АКБ. Принцип функционирования, которым отличается любое, даже самое простое зарядное устройство для питания автомобильного аккумулятора, заключается в повышении уровня сопротивления, что приведет к снижению зарядного тока.
Соответственно, чем больше значение напряжения (стремится к 12В), тем меньше ток. Для нормальной работы АКБ желательно устанавливать определенную величину тока заряда (порядка 10% от емкости). В спешке велик соблазн изменить значение этого параметра на большее, однако, это чревато негативными последствиями для самой аккумуляторной батареи.
Что потребуется для изготовления АКБ?
Основные элементы простой конструкции: диод и обогреватель. Если правильно (последовательно) подключить их к АКБ, можно добиться желаемого – аккумуляторная батарея будет заряжена через 10 часов. Но любителям экономить электроэнергию такое решение может не подойти, потому как расход в этом случае составит порядка 10 кВт. Работа полученного устройства характеризуется невысоким КПД.
Основные элементы простой конструкции
Но для создания подходящей модификации придется несколько видоизменить отдельные элементы, в частности, трансформатор, мощность которого должна быть на уровне 200-300 Вт. При наличии старой техники, подойдет данная деталь из обычного лампового телевизора. Для организации системы вентиляции пригодится кулер, лучше всего, если он будет от компьютера.
Когда создается простое зарядное устройство для питания аккумулятора своими руками, в качестве основных элементов выступает еще транзистор и резистор. Чтобы наладить работу конструкции, понадобится компактный снаружи, но довольно вместительный корпус из металла, хороший вариант – короб от стабилизатора.
Схема простого зарядного устройства
В теории такого рода технику сможет собрать даже начинающий радиолюбитель, который ранее не сталкивался со сложными схемами.
Схема простого устройства для заряда аккумулятора
Основная трудность заключается в необходимости видоизменить трансформатор. При таком уровне мощности обмотки характеризуются невысокими показателями напряжения (6-7В), ток будет равен 10А. Обычно же требуется напряжение 12В или 24В, в зависимости от типоисполнения аккумуляторной батареи. Чтобы получить такие значения на выходе устройства, необходимо обеспечить параллельное соединение обмоток.
Поэтапная сборка
Далее, подбирается диод подходящей мощности, чтобы выдерживать подаваемые на него в будущем нагрузки. Лучший вариант – генераторный диод автомобиля. Чтобы исключить риск перегрева, необходимо обеспечить эффективную циркуляцию воздуха внутри корпуса такого прибора. Если короб не перфорирован, следует позаботиться об этом до начала сборки. Кулер необходимо подключить к выходу зарядного устройства. Основная его задача – охлаждение диода и обмотки трансформатора, что учитывается при выборе участка для установки.
Смотрим видео, подробная инструкция по изготовлению:
Схема простого зарядного устройства для питания автомобильного аккумулятора содержит еще и переменный резистор. Для нормального функционирования зарядки необходимо получить сопротивление на уровне 150 Ом и мощность 5 Вт. Более прочих соответствует этим требованиям модель резистора КУ202Н. Можно подобрать отличный от этого вариант, но его параметры должны быть сходными по значению с указанными. Задача резистора заключается в регулировке напряжения на выходе устройства. Модель транзистора КТ819 также является наилучшим вариантом из ряда аналогов.
Оценка эффективности, себестоимость
Как видно, если необходимо собрать самодельное зарядное устройство для автомобильного аккумулятора, его схема более чем проста для реализации. Единственная трудность – компоновка всех элементов и установка их в корпус с последующим соединением. Но такую работу сложно назвать трудоемкой, а стоимость всех используемых деталей крайне мала.
Некоторые из деталей, а, быть может, и все наверняка найдутся у радиолюбителя дома, например, кулер от старого компьютера, трансформатор от лампового телевизора, старый корпус от стабилизатора. Что касается степени эффективности, то подобные устройства, собранные своими руками, не отличаются очень высоким КПД, однако, в результате все же справляются со своей задачей.
Смотрим видео, полезные советы специалиста:
Таким образом, крупных вложений в создание самодельной зарядки не требуется. Наоборот, все элементы стоят крайне мало, что выгодно оттеняет данное решение в сравнении с устройством, которое можно приобрести в готовом виде. Рассмотренная выше схема не отличается высокой эффективностью, но ее главный плюс – заряженный аккумулятор авто, хоть и спустя 10 часов. Можно усовершенствовать этот вариант или рассмотреть множество других, предлагаемых для реализации.
Схемы самодельных зарядных устройств для автомобильного аккумулятора
Для того чтобы автомобиль завёлся, ему необходима энергия. Такая энергия берётся из аккумулятора. Как правило, его подзарядка происходит от генератора во время работы двигателя. Когда автомобиль долго не используется или батарея неисправна, она разряжается до такого состояния, что машина уже не может завестись. В этом случае требуется внешняя зарядка. Такое устройство можно купить или собрать самостоятельно, но для этого понадобится схема зарядного устройства.
Принцип работы автомобильного аккумулятора
Автомобильный аккумулятор подаёт питание на различные приборы в автомобиле при выключенном двигателе и предназначен для его запуска. По виду типу исполнения применяется свинцово-кислотная батарея. Конструктивно она собирается из шести элементов питания с номинальным значением напряжения 2,2 вольта, соединённых между собой последовательно. Каждый элемент представляет собой набор решетчатых пластин из свинца. Пластины покрываются активным материалом и погружаются в электролит.
Раствор электролита включает в свой состав дистиллированную воду и серную кислоту. От плотности электролита зависит морозостойкость батареи. В последнее время появились технологии, позволяющие адсорбировать электролит в стеклянном волокне или сгущать его с использованием силикагеля до гелеобразного состояния.
Каждая пластина имеет отрицательный и положительный полюс, а изолируются они между собой использованием пластмассового сепаратора. Корпус изделия выполняется из пропилена, не разрушающегося под действием кислоты и служащий диэлектриком. Положительный полюс электрода покрывается диоксидом свинца, а отрицательный губчатым свинцом. В последнее время стали выпускаться аккумуляторные батареи с электродами из свинцово-кальциевого сплава. Такие аккумуляторы полностью герметичные и не требуют обслуживания.
При подключении к аккумулятору нагрузки активный материал на пластинах вступает в химическую реакцию с раствором электролита, и возникает электрический ток. Электролит со временем истощается из-за осаждения сульфата свинца на пластинках. Аккумуляторная батарея (АКБ) начинает терять заряд. В процессе зарядки химическая реакция происходит в обратном порядке, сульфат свинца и вода преобразуются, повышается плотность электролита и восстанавливается величина заряда.
Аккумуляторы характеризуются значением саморазряда. Он возникает в АКБ при его бездействии. Основной причиной служит загрязнения поверхности батареи и плохого качества дистиллятора. Скорость саморазряда ускоряется при разрушении свинцовых пластин.
Виды зарядных устройств
Разработано большое количество схем автомобильных зарядных устройств, использующих разные элементные базы и принципиальный подход. По принципу действия приборы заряда разделяются на две группы:
- Пуско-зарядные, предназначенные для запуска двигателя при нерабочем аккумуляторе. Кратковременно подавая на клеммы аккумулятора ток большой величины, происходит включение стартера и запуск двигателя, а в дальнейшем заряд батареи происходит от генератора автомобиля. Они выпускаются только на определённое значение тока или с возможностью выставления его величины.
- Предпусковые зарядные, к клеммам аккумуляторной батареи подключаются выводы с устройства и подаётся ток длительное время. Его значение не превышает десяти ампер, в течение этого времени происходит восстановление энергии батареи. В свою очередь, они разделяются: на постепенные (время зарядки от 14 до 24 часов), ускоренные (до трёх часов) и кондиционирующие (около часа).
По своей схемотехники выделяются импульсные и трансформаторные устройства. Первого вида используют в работе высокочастотный преобразователь сигнала, характеризуются малыми размерами и весом. Второго вида в качестве основы используют трансформатор с выпрямительным блоком, просты в изготовлении, но обладают большим весом и низким коэффициентом полезного действия (КПД).
Выполнено зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов своими руками или приобретено в торговой точке, требования, предъявляемые к нему одинаковы, а именно:
- стабильность выходного напряжения;
- высокое значение КПД;
- защита от короткого замыкания;
- индикатор контроля заряда.
Одной из главных характеристик прибора заряда является величина тока, которым заряжается батарея. Правильно зарядить аккумулятор и продлить его рабочие характеристики получится только при подборе нужного его значения. При этом важна и скорость заряда. Чем больше ток, тем выше и скорость, но высокое значение скорости приводит к быстрой деградации аккумулятора. Считается, что правильным значением тока будет величина равная десяти процентам от ёмкости батарейки. Ёмкость определяется как величина тока, отдаваемая АКБ за единицу времени, измеряется она в ампер-часах.
Самодельный зарядный прибор
Приспособление для заряда должно быть у каждого автолюбителя, поэтому если нет возможности или желания приобрести готовый прибор, ничего не останется, как сделать зарядку для аккумулятора самостоятельно. Несложно изготовить своими руками как простейшее, так и многофункциональное устройство. Для этого понадобится схема и набор радиоэлементов. Существует также возможность переделать источник бесперебойного питания (ИБП) или компьютерный блок (АТ) в прибор для подзарядки АКБ.
Трансформаторное зарядное устройство
Такое устройство самое простое в сборке и не содержит дефицитных деталей. Схема состоит из трёх узлов:
- трансформатор;
- выпрямительный блок;
- регулятор.
Напряжение из промышленной сети поступает на первичную обмотку трансформатора. Сам трансформатор может использоваться любого вида. Состоит он из двух частей: сердечника и обмоток. Сердечник собирается из стали или феррита, обмотки — из проводникового материала.
Принцип работы трансформатора основан на появлении переменного магнитного поля при прохождении тока по первичной обмотке и передачи его на вторичную. Для получения на выходе требуемого уровня напряжения количество витков во вторичной обмотке делается меньше, по сравнению с первичной. Уровень напряжения на вторичной обмотке трансформатора выбирается равным 19 вольт, а его мощность должна обеспечивать троекратный запас по току заряда.
С трансформатора пониженное напряжение проходит через выпрямительный мост и поступает на реостат, подключённый последовательно к аккумулятору. Реостат предназначен для регулирования величины напряжения и тока, путём изменения сопротивления. Сопротивление реостата не превышает 10 Ом. Величина тока контролируется включённым последовательно перед аккумулятором амперметром. Такой схемой не получится заряжать АКБ с ёмкостью более 50 Ач, так как реостат начинает перегреваться.
Упростить схему можно, убрав реостат, а на входе перед трансформатором установить набор конденсаторов, использующихся как реактивные сопротивления для уменьшения напряжение сети. Чем меньше номинальное значение ёмкости, тем меньше напряжение поступает на первичную обмотку в сети.
Особенность такой схемы в необходимости обеспечения уровня сигнала на вторичной обмотке трансформатора в полтора раза большее, чем рабочее напряжение нагрузки. Такую схему можно использовать и без трансформатора, но это очень опасно. Без гальванической развязки можно получить поражение электрическим током.
Импульсное устройство подзаряда
Достоинство импульсных устройств в высоком КПД и компактных размерах. В основе прибора лежит микросхема с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ). Собрать мощное импульсное зарядное устройство своими руками можно по следующей схеме.
В качестве ШИМ контроллера используется драйвер IR2153. После выпрямительных диодов параллельно АКБ ставится полярный конденсатор С1 с ёмкостью в пределах 47−470 мкФ и напряжением не менее 350 вольт. Конденсатор убирает всплески сетевого напряжения и шумы линии. Диодный мост используется с номинальным током более четырёх ампер и с обратным напряжением не менее 400 вольт. Драйвер управляет мощными N-канальными полевыми транзисторами IRFI840GLC, установленными на радиаторах. Ток такой зарядки будет равен до 50 ампер, а выходная мощность до 600 Ватт.
Изготовить импульсное зарядное устройство для автомобиля своими руками можно, используя переделанный компьютерный источник питания формата АТ. В качестве ШИМ контроллера в них используется распространённая микросхема TL494. Сама переделка заключается в увеличении выходного сигнала до 14 вольт. Для этого понадобится правильно установить подстроечный резистор.
Резистор, который соединяется первую ногу TL494 со стабилизированной шиной + 5 В, удаляется, а вместо второго, связанного с 12 вольтовой шиной, впаивается переменный резистор с номиналом 68 кОм. Этим резистором и устанавливается требуемый уровень выходного напряжения. Включение блока питания осуществляется через механический выключатель, согласно указанной на корпусе блока питания схеме.
Устройство на микросхеме LM317
Довольно простая, но стабильно работающая схема зарядки легко выполняется на интегральной микросхеме LM317. Микросхема обеспечивает установку уровня сигнала 13,6 вольт при максимальной силе тока 3 ампера. Стабилизатор LM317 снабжён встроенной защитой от короткого замыкания.
Напряжение на схему прибора подаётся через клеммы от независимого блока питания постоянного напряжения 13−20 вольт. Ток, проходя через индикаторный светодиод HL1 и транзистор VT1, поступает на стабилизатор LM317. С его выхода непосредственно на АКБ через X3, X4. Делителем, собранным на R3 и R4, устанавливается необходимое значение напряжения для открывания VT1. Переменным резистором R4 задаётся ограничение тока подзарядки, а R5 уровень выходного сигнала. Выходное напряжение устанавливается от 13,6 до 14 вольт.
Схему можно максимально упростить, но её надёжность уменьшится.
В ней резистором R2 подбирают ток. В качестве резистора используется мощный проволочный элемент из нихрома. Когда АКБ разряжен, ток заряда максимальный, светодиод VD2 горит ярко, по мере заряда ток начинает спадать и светодиод тускнеет.
Зарядное из источника бесперебойного питания
Сконструировать зарядник можно из обычного бесперебойника даже с неисправностью узла электроники. Для этого удаляется из блока вся электроника, кроме трансформатора. К высоковольтной обмотке трансформатора на 220 В добавляется схема выпрямителя, стабилизации тока и ограничения напряжения.
Выпрямитель собирается на любых мощных диодах, например, отечественных Д-242 и сетевом конденсаторе 2200 мкФ на 35−50 вольт. На выходе получится сигнал с напряжением 18−19 вольт. В качестве стабилизатора напряжения используется микросхема LT1083 или LM317 с обязательной установкой на радиатор.
Подключив аккумуляторную батарею, выставляется напряжение, равное 14,2 вольта. Контролировать уровень сигнала удобно с помощью вольтметра и амперметра. Вольтметр подключается параллельно клеммам батареи, а амперметр последовательно. По мере заряда АКБ его сопротивление будет возрастать, а ток падать. Ещё проще выполнить регулятор с помощью симистора, подключённого к первичной обмотке трансформатора наподобие диммера.
При самостоятельном изготовлении устройства следует помнить про электробезопасность при работе с сетью переменного тока 220 В. Как правило, верно выполненный прибор зарядки из исправных деталей начинает работать сразу, требуется лишь только выставить тока заряда.
Зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками: принцип работы, простые схемы
Все владельцы автотранспортных средств знают, что аккумуляторную батарею необходимо периодически заряжать и особенно это актуально в холодную пору года. При наличии навыков в сфере электротехники можно сделать зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками. Если все требуемые работы по его созданию были проведены правильно, то оно может оказаться ни чем не хуже заводского изделия.
Принцип работы
Аккумуляторная батарея автомобиля требуется зарядка при снижении напряжения на контактах ниже отметки в 11,2 В. Хотя даже в такой ситуации двигатель может быть запущен, в случае продолжительного простоя автотранспортного средства в АКБ начинают протекать реакции сульфатации пластин, что неизбежно приведет к падению емкости батареи.
Именно поэтому в зимнее время года настоятельно рекомендуется в гараже или на стоянках подзаряжать АКБ и отслеживать напряжение на ее клеммах.
Оптимальным вариантом является снятие аккумулятора с последующим хранением в теплом месте, но даже в такой ситуации стоит помнить о необходимости подзарядки.
Аккумуляторная батарея заряжается под воздействием импульсного либо постоянного тока. Во втором случае сила тока должна быть равна 0,1 от емкости батареи. Например, при емкости АКБ в 55 А/ч, то сила зарядного тока должна соответствовать 5,5 А. Если этот параметр будет ниже, то предотвратить активацию процессов сульфатации не удастся .
Также следует помнить, что существует достаточно надежный способ десульфатации. Для этого необходимо предварительно разрядить батарею до 3−5 вольт с помощью высоких токов небольшой длительности, например, включая стартер. После этого следует провести полную зарядку аккумулятора током в 1 А. Эту процедуру необходимо повторять от 7 до 10 раз.
Аналогичный принцип работы имеют специальные десульфатирующие зарядные устройства. На протяжении нескольких миллисекунд на клеммы батареи подается импульсный ток с обратной полярностью, а затем более длительный импульс прямой полярности.
Также следует помнить, что во время зарядки АКБ нельзя допускать достижения ею максимального заряда. Это может привести к увеличению концентрации и плотности раствора электролита, что произведет разрушающее воздействие на пластины. В заводских ЗУ для предотвращения этого явления используется электронная система контроля и автоматического отключения.
Самодельные зарядные устройства
Существует несколько вариантов изготовления самодельного ЗУ. Причем некоторые из них собираются буквально за несколько минут из подручных материалов.
Простейший прибор
Он может пригодиться в ситуации, когда утром батарея оказалась полностью разряженной, а необходимо срочно отправиться в дорогу. Для зарядки АКБ в такой ситуации потребуется отыскать источник постоянного тока в 12−25 В и сопротивление.
Сегодня у многих людей есть ноутбуки, ЗУ которого выдает ток силой в 2 А при напряжении в 19 В. Этого хватит для решения поставленной задачи. Внешний контакт разъема блока питания имеет отрицательный заряд, а внутренний — положительный.
Сопротивлением, в свою очередь, может стать простая лампа, используемая для освещения салона машины.
В теории возможно применять и более сильную лампу, например, от габаритов, но в такой ситуации риск перегрузки БП окажется довольно высоким. В результате можно собрать простейшую схему зарядки аккумулятора.
Если ноутбука нет, можно заранее приобрести выпрямительный диод с показателем обратного напряжения от 1000 В и силой тока не менее трех ампер. Благодаря небольшим габаритам, этот полупроводниковый прибор всегда может находиться в автомобиле. В качестве сопротивления в этом случае может быть использована обычная лампа накаливания на 220 В.
Из блока питания ПК
Сложность изготавливаемого зарядного устройства своими руками следует выбирать в соответствии с имеющимися навыками в области электротехники. Найти блок питания от ПК не составит большого труда. Он, кроме питания в 5 В, имеет шину с напряжение в 12 вольт при силе тока в два ампера. Этих параметров достаточно для создания несложного зарядного устройства.
Так как напряжения в 12 В будет недостаточно для полноценной зарядки АКБ и его необходимо увеличить. Для этого потребуется найти сопротивление около 1 кОм и соединить его со вторым сопротивлением, подключенным к восьмиконтактной микросхеме. Эта простая схема должна быть присоединена к вторичной цепи компьютерного блока питания.
Подбирая номинал второго сопротивления можно довести выходное напряжение до 13,5 В, которого будет достаточно для зарядки аккумуляторной батареи. Затем потребуется лишь подключить собранное устройство к клеммам АКБ. В отличие от первого ЗУ, в этом случае необходимости в использовании дополнительного сопротивления нет.
Трансформаторное устройство
Такие ЗУ являются наиболее распространенными и безопасными. Собрать их несколько сложнее, но при наличии определенного опыта в работе с электротехникой разобраться со схемой можно. Наиболее простое устройство этого типа состоит из следующих элементов:
- Трансформатор сетевой.
- Ограничительная нагрузка.
- Выпрямительный диодный мост.
Так как через нагрузку проходит большой ток, она сильно нагревается. Чаще всего для ограничения силы тока зарядки используются конденсаторы, подключенные к первичной цепи трансформатора. Если точно подобрать емкости конденсаторов, то можно и вовсе обойтись без трансформатора, но такое устройство будет более опасным для человека. Диодный мост можно собрать самостоятельно либо использовать готовый от вышедшего из строя генератора. Более сложные устройства основаны на микросхемах или микропроцессорах и собрать их сможет хорошо подготовленный человек.
Техника безопасности
Заводские зарядные устройства являются безопасными в эксплуатации. С этой точки зрения, самодельные приборы не столь надежны и это их основной недостаток. При работе с ними следует придерживаться нескольких правил безопасности:
- Батарею и ЗУ необходимо расположить на несгораемой поверхности.
- При работе с простейшим устройством следует использовать средства индивидуальной защиты — резиновый коврик и изолирующие перчатки.
- Когда ЗУ используется впервые, необходимо внимательно следить за ходом зарядки.
- Основными параметрами, которые следует контролировать, являются ток, напряжение на клеммах батареи, температура корпуса ЗУ и АКБ.
- Если самодельное зарядное устройство планируется оставлять на ночь, необходимо предусмотреть систему аварийного отключения от сети.
Правильно собранное самодельное зарядное устройство может стать хорошей альтернативой заводскому прибору. Кроме этого, используя подручные материалы и детали от вышедших из строя устройств, можно неплохо сэкономить.
Как сделать автомобильное зарядное устройство своими руками
Далеко не у каждого автовладельца имеется в наличии зарядное устройство для автомобильного аккумулятора. Многие не считают нужным приобретать такой агрегат, считая, что он им не понадобится. Однако, как показывает практика, хотя бы раз в жизни каждый водитель оказывался в ситуации, когда необходимо ехать, а аккумулятор вышел из строя.
Необязательно приобретать новое заводское зарядное устройство, его можно самостоятельно выполнить из, например, старых электроприборов. Существует множество вариантов создания своими руками автомобильных зарядных устройств, но большая их часть обладает существенными недостатками.
Автомобильное зарядное устройство
Аккумулятор можно подзарядить даже при помощи мощного диода и обогревателя. Подобный аккумулятор подключается через обогреватель и диод к сети, после чего по системе идёт ток в 4,5 ампера. При расходе около 10–15 киловатт через 10–15 часов аккумулятор будет заряжен полностью. Но КПД такого изобретения довольно мал (меньше 1%), так что приемлемой считать систему вряд ли можно.
Основанные на транзисторах устройства дают много тепла, но и тут не всё гладко. Они боятся ошибок при сочетании полярности и коротких замыканий. Подобная схема не даёт требуемой стабильности тока, она издаёт сильный шум и радиопомехи. Правда, наличие ферритового кольца компенсирует некоторые отрицательные стороны устройства.
Также часто встречаются самодельные варианты создания аккумуляторов из компьютерных блоков питания. Однако для доработки такой схемы желательна радиотехническая квалификация. Важно следовать чёткой инструкции. Есть вероятность, что из-за различий в электрических схемах блоков такой агрегат ни к чему хорошему не приведёт.
На видео — зарядное устройство из БП компьютера:
У многих интерес вызывает так называемая конденсаторная схема. Её КПД очень высок, тепло при работе не выделяется, соединение даёт стабильный электрический ток, который не зависит от текущего заряда и колебаний подачи тока; не страшны этой схеме и замыкания. Но при отсутствии соединения с аккумулятором на конденсаторах резко вырастает напряжение, как следствие, зарядка прекращается. Если вы в силах решить вопрос с постоянством контакта, то, в принципе, это просто идеальный вариант.
Но есть и ещё один способ зарядки аккумулятора автомобиля, основанный на балластных конденсаторах. При кажущейся сложности схему воссоздать довольно легко.
Зарядное устройство из блока питания
Создание зарядного устройства в корпусе от миллиамперметра
Все составляющие цепи устройства легко можно разместить в корпусе от миллиамперметра. Из указанного прибора нужно убрать содержимое, оставив только стрелочный компонент. Затем выполнить монтаж навесным способом.
Сам корпус миллиамперметра выглядит как рамки прямоугольной формы, что соединены между собой уголками, в которых есть небольшие отверстия. Именно к ним легко прикреплять необходимые детали.
Так выглядит электрическая схема маломощного зарядного устройства
Трансформатор закрепляется с помощью четырёх винтов на 2-миллиметровой пластине из алюминия. В свою очередь, эта пластина крепится к уголкам снизу.
Сверху к уголкам также закреплена пластинка, но уже из стеклотекстолита той же толщины. На ней закреплены реле и конденсаторы. К тому же к этой паре уголков прикручивается печатная плата со спаянной схемой автоуправления зарядкой. Всего конденсаторов должно быть установлено 14, потому что для создания определённого номинала конденсатора следует соединять устройства параллельно друг другу. Реле и конденсаторы подсоединяются через разъём к остальным частям схемы. Это позволяет облегчить доступ при сборке к прочим элементам.
На видео — универсальное зарядное устройство своими руками:
Сзади, на внешней стороне, устанавливается ребристый радиатор из алюминия, для того чтобы охлаждать силовые диоды. Здесь же прикрепляется предохранитель и вилка для организации постоянной подачи напряжения.
Диоды закрепляются к радиатору при помощи прижимных планок внутри корпуса. Специально для этого сзади в стенке необходимо сделать отверстие прямоугольной формы. Такое решение поможет свести к минимуму выделение тепла в корпусе. Подводящие провода и выводы диодов распаиваются на планку из стеклотекстолита.
Шунт устройства — отрезок провода (1 см). Его концы нужно запаять в полоски из меди. Один конец припаивается к клемме плюса, а ко второй — проводник, который идёт от контактов реле.
Шкала милливольтметра может не подходить под необходимые измерения, именно поэтому вам, скорее всего, будет нужно создать свой вариант шкалы. Лучше сделать это на плотной бумаге и приклеить к уже существующей.
С одной стороны прикрепляются крокодилы, а, соответственно, со второй — разрезные наконечники. Сечение проводов должно быть не меньше 1 квадратного миллиметра. К сети зарядка подключается при помощи шнура.
На видео — сборка зарядного устройства:
Детали для устройства
А сейчас поговорим о том, какие именно детали используются, для того чтобы собрать автомобильное зарядное устройство своими руками:
- Трансформатор используется типа ТН61-22, обмотки соединяются последовательным образом. Коэффициент полезного действия зарядки не меньше 0,8, сила тока — не больше 6 ампер, поэтому прекрасно подойдёт трансформатор с мощностью, равной 150 ваттам. Обмотка трансформатора обязана обеспечивать напряжение до 20 вольт при силе тока до 8 ампер. При отсутствии готовой модели можно взять любой трансформатор необходимой мощности и намотать вторичную обработку. Для расчётов количества витков применяйте специально предназначенный для этого калькулятор, который можно найти на сайтах в интернете.
- Подходят конденсаторы из ряда МБГЧ, предназначенные для тока напряжением не меньше 350 вольт. Если конденсатор поддерживает работу с переменным током, то он подойдёт для создания зарядного устройства.
- Диоды подойдут абсолютно любые, но они должны быть рассчитаны на ток до 10 ампер.
- Операционным усилителем может быть выбран аналог AN6551 — КР1005УД1. Именно такую модель раньше вставляли в магнитофоны ВМ-12. Он очень хорош тем, что не требует при работе двухполярного питания, а также цепей коррекции. КР1005УД1 функционирует при колебаниях напряжения более 7 В. В общем, эту модель можно заменить любой аналогичной. К примеру, это могут быть LM158, LM358 и LM258, но тогда придётся менять рисунок печатной платы.
- Для измерения напряжения и тока подойдёт любая электромагнитная головка, например М24. Если показатели напряжения вас не интересуют, то просто установите амперметр, который рассчитан на постоянный ток. В обратном случае напряжение контролируется тестером или мультиметром.
На видео — создание автомобильного зарядного устройства:
Проверка и настройка
В том случае, когда все элементы исправны и сборка произошла без ошибок, то схема должна заработать сразу. И автовладельцу необходимо только лишь установить порог напряжения с помощью резистора. Когда зарядка достигнет этого прибора, произойдёт переключение на режим малого тока.
Регулировка осуществляется в момент зарядки. Но лучше, наверно, подстраховать себя: настроить и проверить схемы защиты и регулирования. Из измерительных приборов для этого понадобятся мультиметр или тестер, рассчитанный на работу с постоянным напряжением.
Как заряжать собранным устройством
Существуют определённые правила, которые необходимо соблюдать при использовании самодельного автомобильного зарядного устройства.
Важно ещё до начала зарядки снять аккумулятор, очистить его от пыли и грязи. Затем протереть раствором соды, для того чтобы удалить кислотные остатки. Если частички кислоты на аккумуляторе есть, то сода начнёт пениться.
Пробки для заливки кислот в аккумуляторе необходимо выкрутить. Это делается для того, чтобы газы, образующиеся в аккумуляторе, имели возможность выходить. Затем следует проверить количество самого электролита: если уровень меньше оптимального, долейте дистиллированной воды.
После этого переключателем выставьте определённое показание тока заряда, подключите собранное устройство, учитывая при этом полярность. Соответственно, плюсовой вывод зарядки следует подсоединить к плюсовому выводу аккумулятора. Нахождение переключателя в нижнем положении приведёт стрелку устройства на показатель текущего напряжения. Вольтметр начинает в это же время показывать напряжение тока.
Зарядка аккумулятора самодельным устройством
Если ваш аккумулятор обладает ёмкостью 50 А·ч, на данный момент он заряжен на 50%, то сначала следует установить ток на отметку 25 ампер, постепенно уменьшая её до нуля. На подобном принципе функционируют автоматические устройства для зарядки. Они помогают зарядить на 100% аккумулятор автомобиля. Правда, такие устройства очень дорого стоят. При своевременной зарядке такой недешёвый аппарат не нужен.
Подводя итоги, можно сказать, что, используя даже б/у детали от старых приборов, можно собрать вполне приличное зарядное устройство для автомобильного аккумулятора. Если нет способностей выполнить это самостоятельно, то всегда можно найти такого умельца в каждом гаражном кооперативе. И уж наверняка обойдётся это существенно дешевле, чем купить новое заводское устройство.
САМОДЕЛЬНОЕ ЗАРЯДНОЕ ДЛЯ АВТОМОБИЛЯ
В прошлом году мы рассматривали довольно хороший набор для самостоятельной сборки зарядного устройства к автомобильным, и не только, АКБ. Напомню, что в нём есть функция кнопочного выставления тока заряда и времени, а также предельного напряжения. Более подробно читайте здесь. В общем вполне достойная основа для универсальной зарядки на ток 0,1-10 ампер. И когда потребовалось собрать ЗУ к автомобилю друга — сразу приобрёл эту вещь.
Готовая и настроенная плата на базе микроконтроллера PIC и цифрового светодиодного индикатора, требует от вас двух вещей — соответствующий трансформатор на 20 В 10 А и корпус. Качественный и удобный корпус. И то, и другое нашлось легко. Трансформатор применил всем известный ТС-180-2, а корпус нашёл заводской, от чего-то непонятного, но по размерам отлично подходящего — ещё и с удобной ручкой для переноски будущего зарядного.
Состояние было не очень, так что пришлось раскошелиться ещё на одну вещь — баллончик чёрной автомобильной краски. Зачистил коробку наждачкой, обезжирил — и на улицу.
Покрасилось неплохо, по крайней мере по сравнению с тем, что раньше было… Сделаем вид что не заметили потёки 🙂
Так, теперь переходим к самому приятному — раскочегариваем паяльник 🙂 Чтоб не перематывать трансформатор (а делать это думаю многим не хочется), поступил просто — накальную обмотку на 6,3 В 10 А разделил пополам, так как она образуется сдвоенным проводом на 2 мм. Теперь получилось 12,6 В 4,7 А. А где взять ещё 6 вольт? Из оставшихся накальных обмоток на 1,5 и 0,3 ампера, сложенных параллельно.
Конечно с таким трансформатором положенных по паспорту 10 А никак не получить, но для обычных автомобильных аккумуляторов это и не требуется. При стандартной ёмкости 50-60 А/ч, зарядный ток ставят на уровне 5 А. И учитывая запас по мощности, который у советских трансформаторов солидный, измеренный ток составил почти 5 ампер при 18-ти вольтах. Пойдёт.
Теперь дело техники — соединить между собой печатную плату, симистор, диодный мост и всякие кнопки-гнёзда. Диод крепим к металлу, как на радиатор. С симистором этот фокус не пройдёт — масса не на аноде, придётся ставить прокладку.
Ещё одна полезная особенность данной зарядки — возможность измерения напряжения на аккумуляторе НЕ заряжая его. А почему бы тогда не добавить маленькую модернизацию?
Поставил тумблер подключающий к АКБ мощный резистор 4 Ом 20 ватт. И теперь батарее можно устроить своеобразный тест-разряд током до 4-х ампер. В процессе которого понаблюдать за скоростью падения напряжения. Только не долго — резистор греется не слабо.
Окончательно собираем в корпус, закручиваем винты крышек, включаем в сеть 220 В, и радуемся результату. На тестовом свинцовом аккумуляторе всё работало как положено.
Подробно описывать алгоритм работы, и что какая циферка означает, не буду. В статье по ссылке выше есть инструкция. А мне остаётся попрощаться с вами, и пожелать не лениться, покупая готовые девайсы, а хоть иногда давать работу рукам и мозгам 🙂
Форум по ЗУ
Форум по обсуждению материала САМОДЕЛЬНОЕ ЗАРЯДНОЕ ДЛЯ АВТОМОБИЛЯ
ПРОСТОЕ САМОДЕЛЬНОЕ ЗАРЯДНОЕ ДЛЯ АВТО
Качественное зарядное устройство для авто аккумулятора, на рынке можно приобрести за 50$, а сегодня расскажу самый простой способ изготовления такого зарядного устройства с минимальными расходами денежных средств, оно простое и изготовить сможет даже начинающий радиолюбитель. Данное устройство предназначено для зарядки мощных аккумуляторов емкостью 100 ампер и более. Трансформатор — от стабилизатора напряжения, только перемотанный.
Для схемы подойдет любой сетевой трансформатор мощностью от 200 ватт (у меня трансформатор с мощностью 500 ватт). Сетевая обмотка содержит 460 витков провода с диаметром 1 мм, вторичная намотана толстым алюминиевым проводом, диаметр провода 3,5 мм.
Число витков во вторичной обмотке ровно 60 Вначале зарядное устройство создавалось как маломощный и компактный сварочный аппарат, но потом нужно было переделать его, как зарядное для авто. Схема очень проста, до безобразия можно сказать, всего 4 диода и все!
По желанию можно добавить вольтметр, амперметр и светодиодный индикатор. Светодиод подключается через ограничительный резистор с сопротивлением 1 килоом, можно подключить его напрямую к выходу от моста или же к обмотке.
Диоды применяются с током 30 ампер и более, например отлично подходят диоды от генератора автомобиля.
Корпус для зарядного устройства у меня применен заводской, от стабилизатора, диоды будут нуждаться в теплоотводе, желательно использовать алюминиевые теплоотводы больших размеров, поскольку мощность устройства большое, следовательно будет большое количество выделенного тепла.
При желании можно дополнить кулером от компьютерного блока питания. Провода зарядки используйте толстые, поскольку они тоже могут греться в зависимости от заряжаемого аккумулятора. Зарядный ток такого устройства очень большой и способен зарядить даже сильно севший автомобильный аккумулятор за пару часов.
Поделитесь полезными схемами
| СПЕЦСИГНАЛ ДЛЯ АВТО Благодаря отдельному усилителю повышенной мощности, громкость сигнала в несколько раз выше, по сравнению с дешевыми устройствами аналогичного типа. Также имеется большая панель управления с многочисленными функциями. Объемный звук и четкость звучания на высоком уровне. |
| САМОДЕЛЬНЫЕ ЩУПЫ Как сделать надёжный самодельный щуп для осциллографа или мультиметра — фотоурок.
|
| САМОДЕЛЬНАЯ ПУШКА ГАУССА При указанных номиналах схема развивает совсем недурную мощность в 50 ватт! емкость 1000 микрофарад способна заряжать всего за одну секунду. Мощность преобразователя вполне позволяет питать маломощные паяльники, лампы накаливания и т.п |
Самодельное зарядное устройство для автомобиля
Проблема с разрядкой аккумулятора знакома всем владельцам автомобиля. Если имеется фабричное зарядное устройство, рядом бытовая электросеть, то восстановить заряд батареи несложно. Если его нет, то можно выйти из ситуации, изготовив зарядное устройство своими руками. Причем сделать это может даже тот, у кого минимальные знания электромонтажных работ.
Для изготовления простого зарядного устройства подходит блок питания, которым комплектуется ноутбук. В его характеристиках на выходе ток до 10 А и напряжение 19 В, чего хватает для зарядки разряженного аккумулятора.
Однако прямо подключать к блоку батарею нельзя. В схему нужно ввести ограничивающий ток резистор. Им может быть автомобильная лампочка, например, та, которая используется для освещения салона.
Лампочку размещают в цепи, связывающий «плюсы» блока питания и аккумуляторной батареи. «Минусы» обоих устройств соединяют напрямую. Лампочку к блоку питания подключают обычно средним нижним разъемом, к батарее – боковым.
Таким простым устройством подзарядить аккумулятор можно за 2…3 часа. После он будет способен запустить двигатель.
Устройство для зарядки аккумулятора можно изготовить с прямым подключением к сети 220 В. Процесс зарядки является экстремальным, его можно применять только в критической ситуации, когда нельзя изготовить более щадящие зарядные устройства.
В схеме устройства используют электрическую лампу или электроплитку. Первая должна быть обычной, не энергосберегающей, рассчитанной на сеть 220 В и мощностью 100…150 Вт. Понадобится также диод – а вот он подойдет из энергосберегающей лампы, которая уже неработающая.
Схема самодельного зарядного устройства для автомобиля включает две цепи, подключаемых к бытовой сети переменного тока напряжением 220 В. В первой размещают лампочку и диод в направлении «вход-выход». Конец цепи подключают к «плюсу» аккумулятора. Вторая цепь содержит провод, соединяемый бытовую сеть и «минус» батареи.
Подключение к сети 220 В выполняют через вилку. Подзарядку аккумулятора таким устройством проводят, обесточив предварительно полностью внутридомовую сеть.
На величину тока заряда влияет мощность электролампы. Если последняя 100 Вт, то ток заряда составит примерно 0,5 А. При этом, к примеру, за ночь заряд аккумулятора возрастет ненамного – на несколько ампер-часов. Если же в цепь последовательно включить три лампы, то заряд будет в 3 раза больше.
Самый эффективный вариант – подключить вместо лампы электроплитку. Ее мощность устанавливают на минимум, при этом батарея заряжается значительно быстрее. Использование прибора опасно, так как может произойти пробой диода, что вызовет замыкание аккумулятора.
Я сделал собственное портативное зарядное устройство для телефона, и я не бил себя электрическим током
Переносное зарядное устройство, наверное, самая полезная техника, которую я ношу с собой, кроме телефона. Я ужасно боюсь не забывать заряжать свой телефон, пока не застряну в метро с задержкой в 19:00 по дороге домой, отчаянно пытаясь выжать последние несколько секунд автономной работы.
Итак, я в целом придерживаюсь мнения, что не может быть слишком много резервных зарядных устройств. (Я обычно ношу с собой троих, что, я признаю, может быть излишним.) Но купить аккумулятор на Amazon или Best Buy очень просто.
Я хотел попробовать сделать свою собственную — и у меня это получилось, даже не порезав себя током. Батарейный блок DIY здесь, по сути, представляет собой зарядное устройство для телефона USB, которое работает от батарей 9 В, и все это одето в необычный алюминиевый корпус (например, мятную банку).
Стоит отметить, что вы не получите от этого много энергии для зарядки телефона — у большинства 9-вольтовых батарей около 550 мАч заряда, чего едва хватает для зарядки половины современного смартфона.Кроме того, все это намного более хрупкое (и подвержено ошибкам, если вы испортите проводку), чем обычный блок питания, который, помимо того, что он более безопасен и надежен, еще и перезаряжаемый.
Но все же, если вы застряли в 7-Eleven во время апокалипсиса или если у вас есть запас батарей на 9 В, которые вы хотите использовать, самодельное зарядное устройство может работать как аварийная альтернатива.
Принадлежности
- Автомобильное зарядное устройство USB , которое послужит основой вашего самостоятельного аккумуляторного блока.Для этого проекта подойдет практически любая модель — моя пришла с заправки за пару долларов.
- 9-вольтовый зажим для батареи , который выглядит как одна из тех черных подушечек с двумя защелками для подключения батареи с выходящими проводами. Вы можете либо купить его (они довольно дешевые), либо вернуть его где-нибудь. Это то, что вы используете для подключения 9-вольтовой батареи, которая фактически питает зарядное устройство.
- Очевидно, вам также понадобится с батареей на 9 В, или две тоже.
- Паяльник , который понадобится для подключения проводов к зарядному устройству. Если вы не из тех, кто может безопасно пользоваться паяльником, сейчас хорошее время, чтобы найти взрослого или друга, который может это сделать.
- Мятная банка Altoids — сначала ешьте мятные конфеты — и у вас будет удобное место для хранения всех вещей
- Вам также понадобятся инструменты (плоскогубцы , молоток, гвоздь ), чтобы проделать отверстие на боковой стороне банки, и немного изоленты, чтобы все удерживать.
Собираем
Когда у вас есть все необходимое, собрать зарядное устройство станет довольно просто. Сначала вам нужно разобрать пластиковый корпус автомобильного зарядного устройства с помощью плоскогубцев и извлечь внутреннее оборудование. Вам нужен USB-порт, подключенный к печатной плате.
Затем нагрейте паяльник и аккуратно и надежно припаяйте провода к зарядному устройству. Красный провод (положительный) идет к пружине (которую, в отличие от моей версии, вы, вероятно, захотите немного подрезать), а черный провод (отрицательный) идет к любой из двух боковых панелей.Очень важно не перепутать их.
После того, как вы все спаяли, технически у вас есть исправное зарядное устройство для дома. Но вы, вероятно, не захотите таскать в кармане такую оголенную проводку питания, поэтому вам понадобится чехол.
Взяв молоток и гвоздь, осторожно проделайте несколько отверстий в мятной банке, расширяя их плоскогубцами до тех пор, пока не останется место для USB-порта.Затем заклейте все изолентой, подключите аккумулятор и кабель, и все готово!
(Или, может быть, когда вы на заправке покупаете автомобильное зарядное устройство USB, просто купите вместо него перезаряжаемое. Это, вероятно, проще.)
6 Описание полезных схем зарядного устройства для сотового телефона постоянного тока
Зарядное устройство для сотового или мобильного телефона постоянного тока — это устройство, которое заряжает мобильный телефон от доступного источника постоянного тока. Устройство преобразует нерегулируемый источник постоянного тока в выход постоянного тока и постоянного напряжения, который становится безопасным для зарядки любого мобильного телефона.
В этой статье мы узнаем, как построить схемы зарядного устройства для сотовых телефонов от постоянного тока к постоянному току, используя 6 уникальных концепций. Первая концепция использует IC 7805, вторая концепция работает с одним BJT, третья идея использует IC M2575, в четвертом методе мы пробуем LM338 IC, 5-я схема показывает, как заряжать несколько мобильных телефонов от одного источника, в то время как последний или шестой метод показывает нам, как использовать ШИМ для реализации эффективной зарядки мобильного телефона.
Предупреждение: Хотя все концепции проверены и технически верны, автор не несет ответственности за результаты, пожалуйста, сделайте это на свой страх и риск.
Введение
Простая схема зарядного устройства для сотового телефона постоянного тока — одна из тех составляющих сотового телефона, которые нельзя игнорировать, потому что сотовый телефон был бы мертв без зарядного устройства.
Обычно цепь зарядного устройства для сотового телефона постоянного тока входит в комплект поставки сотового телефона, и мы используем ее вместе с нашей сетью переменного тока.
Но что произойдет, если ваш мобильный телефон захлебнется от напряжения посреди дороги, вероятно, когда вы едете за рулем или едете на велосипеде по середине шоссе?
Как это работает
В этой статье обсуждается очень простая, но достаточно эффективная схема зарядного устройства для сотового телефона постоянного тока, которую может легко собрать в домашних условиях даже непрофессионал.
Хотя предлагаемая схема зарядного устройства не будет заряжать ваш сотовый телефон со скоростью, равной нормальному зарядному устройству переменного тока в постоянный, тем не менее, она обязательно выполнит свою функцию и не выдаст вас наверняка.
Предлагаемую схему зарядного устройства постоянного тока для сотового телефона можно понять по следующим пунктам:
Все мы знаем общие характеристики аккумулятора сотового телефона, это около 3,7 В и 800 мАч.
Это означает, что сотовому телефону потребуется около 4,5 вольт для начала процесса зарядки.
Однако литий-ионные аккумуляторы, которые используются в сотовых телефонах, довольно чувствительны к плохим напряжениям и могут просто взорваться, что приведет к серьезным проблемам с жизнью и имуществом.
Помня об этом, внутренние схемы сотового телефона имеют очень строгие размеры.
Параметры просто не допускают никакого напряжения, которое может даже немного выходить за пределы диапазона спецификаций батареи.
Использование универсальной микросхемы IC 7805 в схеме идеально решает вышеуказанный вопрос, так что напряжение зарядки на ее выходе становится идеально подходящим для зарядки аккумулятора сотового телефона.
Резистор высокой мощности, подключенный к выходу ИС, гарантирует, что ток, подаваемый на сотовый телефон, остается в пределах указанного диапазона, хотя это могло и не быть проблемой, сотовый телефон просто откажется заряжаться, если резистор не был включен.
1) Принципиальная схема зарядного устройства для мобильного телефона постоянного тока
Графическая схема
Эту схему зарядного устройства постоянного тока для мобильного телефона можно использовать для зарядки сотового телефона во время чрезвычайных ситуаций, когда нет сетевых розеток переменного тока, цепь может питаться от любой свинцово-кислотной цепи на 12 В аккумулятор или аналогичный источник питания постоянного тока
Список деталей
R1 = 5 Ом, 2 Вт,
C1, C2 = 10 мкФ / 25 В,
D1 = 1N4007,
IC1 = 7805, установлен на радиаторе,
Аккумулятор, любой 12 В автомобильный аккумулятор
Использование LM123 / LM323
В приведенной выше концепции для зарядки используется микросхема 7805, которая может выдавать максимум 1 ампер.Этого тока может быть недостаточно для зарядки смартфонов или мобильных телефонов с большим номиналом мАч в диапазоне 4000 мАч. Так как этим сильноточным батареям может потребоваться ток до 3 ампер для достаточно быстрой зарядки.
7805 может оказаться совершенно бесполезным для таких приложений.
Тем не менее, IC LM123 — это один из кандидатов, который может удовлетворить вышеуказанное требование, обеспечивая точный выход 5 В при хорошем токе 3 А. Вход может быть от любого источника 12 В, такого как аккумулятор автомобиля / мотоцикла или солнечная панель.Простую схему зарядного устройства для мобильного телефона на 3 А можно увидеть ниже:
Как видно выше, схема зарядного устройства на 3 А не требует внешних компонентов для выполнения процедур, но при этом чрезвычайно точна с точки зрения регулирования выходного напряжения и тока и практически неразрушающий благодаря множеству внутренних защитных функций.
2) Зарядное устройство для сотового телефона постоянного тока с использованием одного транзистора
Следующая конструкция объясняет, что зарядное устройство для сотового телефона постоянного тока с использованием одного BJT, вероятно, является самым простым по своей форме и может быть построено очень дешево и использоваться для зарядки любого стандартного сотового телефона от сети. Внешний источник постоянного тока 12 вольт.
Работа схемы
Принципиальная схема иллюстрирует довольно простую конструкцию, включающую очень мало компонентов для реализации предложенных действий по зарядке сотового телефона.
Здесь основная активная часть представляет собой обычный силовой транзистор, который был сконфигурирован с другой активной частью, зенет-диодом для формирования красивой небольшой схемы зарядного устройства для сотового телефона постоянного тока.
Резистор является единственным пассивным компонентом, кроме указанной выше пары активных частей, которые были связаны в цепи.
Таким образом, нужно использовать всего три компонента, и полноценная схема зарядного устройства для сотового телефона готова в считанные минуты.
Резистор действует как компонент смещения для транзистора, а также действует как «пускатель» для транзистора.
Стабилитрон был включен, чтобы не допустить, чтобы транзистор проводил больше, чем указанное напряжение, определяемое напряжением стабилитрона.
Хотя в идеале сотовому телефону требуется всего 4 вольта для начала процесса зарядки, здесь напряжение стабилитрона и, соответственно, выходное напряжение были зафиксированы на уровне 9 В, поскольку способность этой схемы высвобождать ток не очень эффективна и, предположительно, мощность должна будет снижаться до необходимого уровня 4 В после подключения сотового телефона к выходу.
Однако ток может быть уменьшен или увеличен соответствующим увеличением или уменьшением номинала резистора соответственно.
Если сотовый телефон «отказывается» заряжаться, значение резистора можно немного увеличить или можно попробовать другое более высокое значение, чтобы сотовый телефон ответил положительно.
Пожалуйста, обратите внимание, что схема была разработана мной на основе только предположений, и она не была протестирована или подтверждена практически.
Принципиальная схема
3) Использование простого понижающего импульсного регулятора напряжения 1-A
Если вас не устраивает зарядное устройство с линейным стабилизатором, вы можете выбрать его. 1 Простой понижающий импульсный регулятор напряжения на основе элемента постоянного тока Схема зарядного устройства для телефона, работающая по принципу переключаемого понижающего преобразователя, что позволяет схеме заряжать сотовый телефон с большой эффективностью.
Как это работает
В одном из моих предыдущих постов мы узнали об универсальном стабилизаторе напряжения IC LM2575 от TEXAS INSTRUMENTS.
Как видно, на схеме почти не используются какие-либо внешние компоненты для обеспечения работоспособности схемы.
Пара конденсаторов, диод Шоттки и катушка индуктивности — все, что необходимо для создания схемы зарядного устройства для сотового телефона постоянного тока.
Выходной сигнал генерирует точные 5 вольт, что очень хорошо подходит для зарядки сотового телефона.
Входное напряжение имеет широкий диапазон, от 7 В до 60 В, может применяться любой уровень, в результате чего на выходе требуется 5 Вольт.
Катушка индуктивности введена специально для получения импульсного выходного сигнала с частотой около 52 кГц.
Половина энергии индуктора используется обратно для зарядки сотового телефона, гарантируя, что ИС остается включенной только в течение половины периода цикла зарядки.
Это охлаждает ИС и обеспечивает эффективную работу даже без использования радиатора.
Это обеспечивает энергосбережение, а также эффективное функционирование всего устройства для предполагаемого применения.
Вход может быть получен от любого источника постоянного тока, такого как автомобильный аккумулятор.
Предоставлено любезно и оригинальная схема: ti.com/lit/ds/symlink/lm2575.pdf
4) Двойное зарядное устройство постоянного тока для мобильного телефона
Недавний запрос от одного из моих последователей г-на Раджи Гилсе (по электронной почте) Я разработал схему двойного зарядного устройства постоянного тока для мобильных телефонов, которая способна облегчить одновременную зарядку многих сотовых телефонов, давайте узнаем, как сделать эту схему.
Я уже объяснил пару схем зарядки сотовых телефонов от постоянного тока до постоянного тока, однако все они предназначены для зарядки одного сотового телефона. Для зарядки более одного сотового телефона от внешнего источника постоянного тока, такого как автомобильный аккумулятор, требуется сложная схема.
Технические характеристики
Уважаемый господин. Пожалуйста, скажите мне, какие изменения мне следует сделать, чтобы заряжать два мобильных телефона одновременно от вашей «ЦЕПИ ЗАРЯДНОГО УСТРОЙСТВА СОТОВОГО ТЕЛЕФОНА 12 В БАТАРЕИ». (От яркого концентратора) Я использую схему из последних 8 месяцев, это нормально.Пожалуйста, разместите эту статью в своем новом блоге.
Уважаемый сэр, я так много раз пытался разместить этот комментарий в вашем блоге в «простой схеме зарядного устройства для сотового телефона от постоянного тока в постоянный», но тщетно. Пожалуйста, ответьте здесь ~ Сэр, я использовал еще один резистор 10 Ом 2 Вт параллельно с существующим, так как у меня нет резистора большей мощности. Работает нормально. Большое спасибо, у меня есть одно сомнение, раньше в ярком хабе в той же статье вы говорили использовать резистор 10 Ом, но здесь 5 Ом, что подходит?
У меня есть еще один вопрос из этой статьи; пожалуйста, подскажите, могу ли я использовать три кремниевых диода 1N4007 вместо одного кремниевого диода 1N5408? Моя цель — разрешить ток 3А только в одном направлении.Но у меня нет диода на 3А то есть 1N5408. Поскольку 1N4007 имеет емкость 1 ампер, можно использовать три 1N4007 параллельно и аналогично для 5A пять 1N4007 параллельно, потому что у меня есть номер 1N4007
rajagilse
Решение запроса цепи
Привет, Раджагилсе, используйте следующее двойное зарядное устройство постоянного тока. Схема приведена ниже:
Hi Raja,
По мере увеличения значения ограничивающего резистора зарядка становится медленнее, поэтому резистор 5 Ом будет заряжать сотовый телефон быстрее, чем 10 Ом, и так далее.Я проверю проблему с комментарием в моем блоге … однако другие комментарии приходят как обычно! Посмотрим. Спасибо и всего наилучшего.
Список деталей
- R1 = 0,1 Ом 2 Вт,
- R2 = 2 Ом 2 Вт
- R3 = 3 Ом 1 Вт
- C1 = 100 мкФ / 25 В
- C2 = 0,1 диск T1 = BD140 D1 = 1N5408
- IC1 = 7805
Дизайн печатной платы
Схема двойного зарядного устройства постоянного тока для сотового телефона была успешно опробована и построена Mr.Аджай Дусса смотрит на домашнюю печатную плату, следующие изображения компоновки печатной платы и прототипа были отправлены г-ном Аджаем.
5) Схема зарядного устройства сотового телефона на базе LM338
Следующая схема может использоваться для зарядки до 5 сотовых телефонов одновременно. В схеме используется универсальная микросхема LM338 для выработки необходимой мощности. Вход выбран на 6 В, но может достигать 24 В. От этой схемы также можно заряжать одиночный сотовый телефон.
Схема была запрошена г-ном.Баран.
Схема зарядного устройства для нескольких мобильных телефонов с использованием микросхемы IC 7805
Любое желаемое количество мобильных телефонов может быть заряжено с помощью параллельной микросхемы 7805, как показано на следующем рисунке. Поскольку все микросхемы установлены на одном радиаторе, тепло между ними равномерно распределяется, обеспечивая равномерную зарядку всех подключенных нескольких мобильных устройств.
Здесь 5 микросхем используются для зарядки сотовых телефонов среднего размера, можно добавить большее количество микросхем, чтобы разместить большее количество мобильных телефонов в зарядном массиве.
6) Использование ШИМ для зарядки аккумулятора мобильного телефона
Эту схему может легко изготовить дома любой школьник и использовать для демонстрации на своей научной выставке. Схема представляет собой простое зарядное устройство для сотового телефона, которое может работать вместе с любым источником постоянного тока, от аккумулятора автомобиля или мотоцикла или от любого обычного адаптера постоянного тока 12 В переменного тока.
В настоящее время мы обнаруживаем, что в большинстве автомобилей есть встроенные зарядные устройства для аккумуляторов сотовых телефонов, которые, несомненно, станут очень удобными для путешественников, которые в основном остаются на улице, путешествуя на своем автомобиле.
Предлагаемая схема зарядного устройства для сотового телефона не уступает обычным зарядным устройствам, которые устанавливаются внутри автомобилей и мотоциклов.
Кроме того, схема может быть просто интегрирована в собственный автомобиль, если эта функция изначально отсутствует в автомобиле.
В качестве альтернативы можно подумать о производстве данного устройства и продаже его на рынке в качестве автомобильного зарядного устройства для сотового телефона и заработать немного денег.
Работа схемы
Сотовые телефоны, как мы все знаем, по своей природе являются очень сложными устройствами, и когда дело доходит до зарядки сотовых телефонов, параметры, несомненно, также должны соответствовать очень высоким стандартам.
Зарядные устройства для сотовых телефонов переменного / постоянного тока, которые поставляются с сотовыми телефонами, основаны на SMPS и очень хороши по своим выходам, поэтому они так эффективно заряжают сотовый телефон.
Однако, если мы попытаемся создать нашу собственную версию, она может вообще потерпеть неудачу, и сотовые телефоны могут просто не реагировать на ток и отображать на экране сообщение «не заряжается».
Батарею сотового телефона нельзя просто зарядить, подавая постоянный ток 4 вольт, если сила тока не определена оптимальным образом, зарядка не начнется.
PWM vs Linear
Использование микросхемы регулятора напряжения для создания зарядного устройства постоянного тока, которое я обсуждал в одной из своих предыдущих статей, является хорошим подходом, но микросхема имеет тенденцию становиться слишком горячей во время зарядки аккумулятора сотового телефона и, следовательно, требуется соответствующий радиатор для охлаждения и работоспособности.
Это делает устройство немного более громоздким и, кроме того, значительное количество энергии теряется в виде тепла, поэтому конструкцию нельзя считать очень эффективной.
Настоящая схема зарядного устройства для сотового телефона от постоянного тока к постоянному току с ШИМ-управлением является выдающейся в своем отношении, потому что использование импульсов ШИМ помогает поддерживать выходной сигнал, очень подходящий для схемы сотового телефона, а также эта концепция не предполагает нагрева выходного устройства, что делает вся схема действительно эффективна.
Глядя на схему, мы обнаруживаем, что снова нам на помощь приходит рабочая лошадка IC 555, которая выполняет важную функцию генерации необходимых импульсов ШИМ.
Вход в схему подается через какой-нибудь стандартный источник постоянного тока, в идеале от автомобильного аккумулятора.
Напряжение питает ИС, которая мгновенно начинает генерировать импульсы ШИМ и подает их на компоненты, подключенные к ее выходному контакту №3.
На выходе силовой транзистор используется для переключения постоянного напряжения на его коллекторе непосредственно на сотовый телефон.
Однако в конечном итоге на сотовый телефон подается только среднее постоянное напряжение из-за наличия конденсатора 10 мкФ, который эффективно фильтрует пульсирующий ток и обеспечивает стабильное стандартное напряжение 4 В для сотового телефона.
После того, как схема построена, необходимо оптимизировать данный потенциометр, чтобы на выходе создавалось хорошо подобранное напряжение, которое может идеально подходить для зарядки сотового телефона.
Принципиальная схема
О компании Swagatam
Я инженер-электронщик (dipIETE), любитель, изобретатель, разработчик схем / печатных плат, производитель.Я также являюсь основателем веб-сайта: https://www.homemade-circuits.com/, где я люблю делиться своими инновационными идеями и руководствами по схемам.
Если у вас есть какие-либо вопросы, связанные со схемами, вы можете взаимодействовать с ними через комментарии, я буду очень рад помочь!
Самодельное зарядное устройство «Wonder How To»
Как к
: Ремонт автомобильного зарядного устройстваЕсли у вас есть старое зарядное устройство, и оно работает без изношенных клемм или изношенной проводки, не выбрасывайте его.Отремонтируйте его с новыми проводами, вилкой и зажимом. Это стоит максимум 15 долларов вместо 50 долларов за новое устройство. Так что смотрите этот автомобильный ремонт … еще
Как к
: Сделать простые самодельные моторы с батарейным питаниемУзнайте, как построить свой собственный двигатель, но не только один двигатель, а три двигателя.Эти моторы вы научитесь делать очень просто, а материалы для этого минимальны. Просто посмотрите, как сделать простые самодельные моторы с батарейным питанием. Для первого мотора понадобится аккумулятор … подробнее
Как к
: Сделайте самодельное зарядное устройство USB на батарейкахПоскольку портативные устройства необходимы в современной повседневной жизни, они могут подвергаться чрезмерному использованию, неправильной зарядке или нормальному износу.Для тех людей, которые все время носят с собой смартфон или iPod, сколько раз вы были вне дома и собирались просто … подробнее
Как к
: Сделайте перезаряжаемый USB-аккумулятор на солнечной энергииАварийное зарядное устройство для мобильного телефона может пригодиться, но это не лучшее решение; когда он мертв, он бесполезен (какая трата).Если вы действительно хотите выйти за рамки метафорической сетки, вы можете выполнить шаги, описанные в этом видео, чтобы построить более надежную схему, чем … подробнее
Как к
: Сделайте недорогие солнечные панели из сломанныхЧто касается мира бытовой электроники, то нет ничего более экологичного, чем переработка солнечных батарей.В этом видеоуроке вы узнаете, как спаять сломанные солнечные панели, дав им новую жизнь в качестве функционального зарядного устройства для батарей AA, которое вырабатывает около 6 вольт в … подробнее
Как к
: Сделать электрическую зажигалкуСделайте зажигалку с одной-двумя батарейками АА и простым тоненьким проводом !!! Это фантастическая самодельная электрическая зажигалка для любой ситуации.Для этого вам понадобятся две батареи AA, кнопочный выключатель, держатель батареи, провод, припой, паяльник, изолента, щипцы для обжима и ножницы …
Как к
: Создайте интеллектуальную инфракрасную доску с WiimoteСэкономьте кучу денег, создав собственное светодиодное перо, которое будет работать с интеллектуальной доской / интерактивной доской с функцией мультитач.Вам также понадобится WiiMote (Wii Remote) для использования вместе с самодельными светодиодными ручками, которые вы будете делать в этом видео. Чтобы начать работу с этим потрясающим проектом, вам нужно … еще
Как к
: Сделать серебро разных цветов путем анодированияПосмотрите этот научный видеоурок от Нурда Рэйджа о том, как сделать серебро разных цветов с помощью электрохимического анодирования.Без использования краски вы можете придать серебристой поверхности различные цвета, анодируя ее. ВНИМАНИЕ: Раствор для анодирования вызывает коррозию, поэтому всегда надевайте перчатки, когда … больше
Как к
: Удалить ржавчину электричествомЭто видео демонстрирует отличный способ удаления ржавчины с металлических деталей, которые трудно очистить вручную.Вам понадобится пластиковое ведро, проволочная вешалка и зарядное устройство. В ведре смешайте один галлон воды и одну столовую ложку стиральной соды. Вы можете приготовить соду для стирки в … подробнее
Как к
: Изготовить переносной персональный обогревательВ этом видео мы узнаем, как собрать портативный личный обогреватель.Это отличный проект выходного дня, который легко сделать, и он согреет вас в морозную зиму. Вам понадобятся: две двойные батареи, зарядное устройство, двойное двойное зарядное устройство, обмоточный провод и пробка. F … еще
Как к
: Зарядка телефона с помощью USBЭто отличный способ зарядить телефон, если вы потеряете автомобильное зарядное устройство.Просто соедините USB-кабель с адаптером для вашего мобильного телефона, и вы получите самодельное зарядное устройство, которое можно легко подключить к вашему компьютеру и зарядить ваш мобильный телефон.
Как к
: Аккумуляторные батареиЭто видео — учебное пособие.На видео показано, как заряжать аккумуляторы в зарядном устройстве. Это может помочь людям, которые жили в пещере и никогда не подвергались воздействию цивилизации.
Как к
: Начните работу с Nikon D40 и Nikon D40xЭто учебное пособие, в котором объясняются основные принципы работы с камерами Nikon D40 и D40x.Это позволяет каждому успешно фотографировать и подготовить камеру к использованию. Присоедините объектив камеры, повернув вправо; следите за тем, чтобы в камеру не попадала пыль. T … больше
Как к
: Совершить поездку на автомобиле с детьмиПланирование поездки Получите много брошюр Отправьте брошюры о местах, которые вы собираетесь посетить.Составьте путеводитель с брошюрами, чтобы взволновать внуков и их семьи. Чтобы получить эти брошюры, лучше всего обратиться в Бюро для посетителей или в Палату … больше
Как к
: Легко изготовить электромагнитГотовы сыграть в ученого? Это видео покажет вам, как сделать крутой электромагнит из батареи 9 В, разъема батареи 9 В и деталей зарядного устройства для телефона Nokia.Используйте полностью заряженный аккумулятор для более сильного магнита. Затем спаяйте две части вместе и подключите аккумулятор. …более
Как к
: Продлите время автономной работы вашего телефона AndroidУстали беспокоиться о том, где взять следующий заряд? Посмотрите это видео, чтобы узнать, как сэкономить заряд батареи вашего телефона Android.Не позволяйте зарядному устройству вашего телефона превращаться в мяч и цепь, используйте описанные здесь методы, чтобы продлить срок службы батареи вашего Android-устройства.
Как к
: Установка и обслуживание переносного генератораДэнни Липфорд дает нам советы по настройке и обслуживанию портативного генератора.Установка обычно включает в себя сборку таких вещей, как колеса и комплекты ручек. Большинство портативных генераторов поставляются без масла, поэтому вам нужно будет его добавить. Обязательно сверьтесь с руководством по эксплуатации, чтобы найти нужный тип … подробнее
Как к
: Повысьте уровень служебного сигнала на свой мобильный телефонКомпании-производители сотовых телефонов постоянно заявляют, что у них лучший сервис в городе; но чаще всего ваши услуги будут неоднородными.Ознакомьтесь с этим руководством, чтобы узнать, как усилить сигнал вашего телефона и добиться наилучшего приема. Вам понадобится * полностью заряженный фотоэлемент … подробнее
Как к
: Чем заняться на WonderHowTo (04/04 — 04/10)WonderHowTo состоит из нишевых сообществ под названием Worlds.Если вы еще не присоединились к одному из них (или создали свой собственный), ознакомьтесь с тем, что происходит в сообществе ниже. Заходите каждую среду, чтобы узнать о новых мероприятиях и проектах. Спасибо всем нашим активным модераторам и … еще
Как к
: Чем заняться на WonderHowTo (25.01 — 31.01)WonderHowTo состоит из нишевых сообществ под названием Worlds.Если вы еще не присоединились к одному из них (или создали свой собственный), ознакомьтесь с тем, что происходит в сообществе ниже. Заходите каждую среду, чтобы узнать о новых мероприятиях и проектах. Прежде всего, спасибо всем нашим модераторам … подробнее
Как к
: Правильно зарядите свой iPhone или iTouchУзнайте, как правильно зарядить свой iPhone или iPod Touch, выполнив простые шаги.Каждый раз, когда вы заряжаете свой iPhone, дайте ему зарядиться до полной зарядки аккумулятора. Если вы отключите его от сети, эта точка станет максимальной емкостью аккумулятора. Помните, не разряжайте аккумулятор … больше
Как к
: Создайте свой собственный гитарный усилитель Mini Altoids примерно за $ 5Я люблю издавать гудки и шлепки с библиотекой звуков Arduino, но иногда архаичные 8-битные мелодии просто не справляются.Если вы хотите, чтобы ваш робот устрашал ваших врагов демоническим синтетическим голосом, вам просто понадобится карманный бумбокс на ходу или вы хотите миниатюрную гиту … подробнее
Как к
: Sprint HTC Evo 4G ВпечатленияПровел выходные с новым телефоном Sprint, HTC Evo G4.По спецификации он лучше, чем Verizon Incredible и T-Mobile HD2. Apple анонсирует новую версию своего телефона на этой неделе. Если это сравнимо с утечкой телефона, показанным на Gizmodo, то, чтобы сказать, что … еще
Модель Sprint HTC Evo 4G
: Лучший телефон в этом годуНаписано JD Coverly из WonderHowTo World, LoadSave: Мы провели последнюю неделю с новым телефоном Sprint, HTC Evo 4G.По спецификации он лучше, чем Verizon Incredible и T-Mobile HD2. На этой неделе Apple представила новую версию своего телефона, и, к счастью, это … подробнее
Как к
: Подготовьте аварийный комплект для вашего автомобиляВы можете думать, что никогда не попадете в чрезвычайную ситуацию, но никогда нельзя быть слишком подготовленным! Это видео дает отличные советы о том, что брать с собой и что делать в чрезвычайной ситуации.Вам потребуется совсем немного времени и денег, чтобы подготовиться, если вы столкнетесь с проблемой … подробнее
Как к
: Сделать аккумулятор Пандоры на 5.50 Gen-B (Full)Сделайте батарею Pandora на 5.50 Gen B (полный) 1. Убедитесь, что вы используете 5.50 Gen-B (полный) 2. Перейдите в меню восстановления и выберите параметры конфигурации, затем меню VSH. Убедитесь, что вы используете вариант VSH, а не восстановление. Должно получиться так: «Использовать меню VSH <сейчас ... подробнее
Как к
: Сообщите, неисправен ли ваш аккумулятор Samsung за 2 секундыКогда дело доходит до максимального увеличения времени автономной работы наших смартфонов, большинство людей стремятся к программным решениям или решениям, которыми можно легко управлять прямо с сенсорного экрана.Управление Wi-Fi и подключениями для передачи данных, точная настройка яркости экрана и установка … больше
Это официальный
: Всемирный отзыв о новом Galaxy Note7 от SamsungКак впервые сообщило корейское информационное агентство Yonhap News Agency, Samsung объявил об отзыве всех своих моделей Galaxy Note7 (кроме Китая, похоже).Этот беспрецедентный шаг наверняка нанесет серьезный ущерб бренду Note и даже самой Samsung. Отзыв приходит в … подробнее
Самодельное беспроводное зарядное устройство для смартфона 5V DIY схема
Самодельное беспроводное зарядное устройствоВ этом уроке я покажу вам схему базового беспроводного зарядного устройства, передатчика и приемника. Посмотрите, как адаптировать резонанс и мощность передачи. Тогда как отрегулировать выход приемника на 5 В, чтобы мы могли заряжать смартфон через USB.Надеюсь, ты узнаешь что-то новое.
Часть 1 — Что нам нужно?
Ниже у вас есть все детали, необходимые для этой схемы, как передатчик, так и приемник. Выберите размер, который вам нужен для просверленной печатной платы. Конденсаторы передатчика неполяризованные и полипропиленовые. Для приемника мы используем поляризованные шапки Elecrtolytic. Я сделал свои катушки на круглой бутылке и использовал суперклей, чтобы удерживать провода на месте.
Часть 1 — Схема передачи
Это схема передатчика энергии. В зависимости от того, как вы сделаете катушку, она будет влиять на резонансную частоту вместе с конденсатором 220 нФ, который создает резервуар LC. Важен диаметр и количество витков катушки. В моем случае для моих тестов диаметр был 8 см, и я использовал 6 петель с центральным отводом посередине, поэтому 3 петли до средней точки и еще 3 после нее.Эта схема автоматически создаст резонансную частоту, и даже если мы изменим нагрузку, схема автоматически адаптируется. Поскольку затвор полевого МОП-транзистора подключен к катушке. каждый раз, когда напряжение колеблется, он будет включать и выключать транзистор и, таким образом, создавать колебания. Светодиод предназначен только для индикации того, что цепь включена.
Часть 3 — Прототип Tx
Я соединил все на просверленной печатной плате для прототипирования.Использование двух толстых проводов в качестве входа, а затем подключение к полевому МОП-транзистору. Чтобы припаять катушку, я использовал несколько штырей на печатной плате. Чтобы сделать катушку, я спаял вместе два одинаковых медных провода, а затем сделал 3 петли с одной стороны и еще 3 с другой. Таким образом, у нас есть центральная лента, равная по сторонам ботинка.
Часть 4 — Схема приемника
Это схема приемника. Я сделал катушку с 10 витками, поэтому она будет выдавать немного большее напряжение.Затем первым делом необходимо исправить сигнал с помощью диодного моста. Мы фильтруем выбросы с помощью этих конденсаторов, а затем регулируем выход на уровне 5 В с помощью регулятора AMS1117 или любого другого. Добавляем на выходе колпачок фильтра и все на ресивере. Даже если напряжение на катушке приемника составляет 16 В, AMS1115 всегда поддерживает максимальное напряжение на выходе 5 В.
Часть 5 — Прототип Rx
Я соединил все на просверленной печатной плате для прототипирования.Я снова использовал штыри PCB для подключения катушки приемника, которая в данном случае имеет 10 витков. Я использовал диоды и сделал выпрямитель, добавил конденсатор и стабилизатор напряжения сзади и все. Теперь мы могли подключить USB-провод к выходу и запитать мой смартфон.
Часть 6 — Тест
В тестовом видео ниже вы можете увидеть, как выходной сигнал мультиметра ограничен 5В. Также как с помощью USB-кабеля я могу заряжать свой смартфон и передавать больше энергии, чем коммерческое зарядное устройство, которое я купил на eBay.Схема работает нормально, но ее всегда можно улучшить, проведя больше тестов, изменив параметры катушки и добавив в схему еще несколько компонентов.
Часть 7 — Обучающее видео
Пожалуйста, смотрите больше в видеоуроке. Я надеюсь, что вам понравилось это видео и, что более важно, вы узнали что-то новое о беспроводных зарядных устройствах, зарядке смартфонов и регуляторах напряжения. Если да, то, возможно, поставьте лайк на видео ниже и подумайте о подписке.Если мои видео вам помогут, подумайте о поддержке моей работы над PATREON или о пожертвовании через PayPal. Еще раз спасибо и увидимся позже, ребята.
Создайте свое собственное зарядное устройство для мобильного телефона на бесплатной энергии с магнитами
Возможно, вы знакомы с вариантами беспроводной зарядки для своего сотового телефона, но как насчет вариантов зарядки с бесплатной энергией? Хотя фраза «свободная энергия» имеет несколько значений в научных приложениях, для целей нашего эксперимента с мобильным зарядным устройством свободная энергия — это количество энергии в системе, которая доступна для выполнения работы.Используя бесплатную энергию с помощью магнитов, мы узнали, что при достаточной мощности вы сможете заряжать свой телефон. Читайте дальше, чтобы узнать больше об эксперименте и о том, что вам понадобится, чтобы это стало возможным!
Что вам понадобится- Толстый маркер или другой цилиндрический предмет такой же толщины
- Катушка с медной проволокой 30 калибра
- Короборезка
- Настенное зарядное устройство USB (обычно в новых телефонах зарядные устройства состоят из двух частей: настенное зарядное устройство USB и шнур USB)
- Термоклеевой пистолет и клеевые стержни
- Два неодимовых кольцевых магнита 2 «x 1» x ¼ «
- Кусок дерева или другой твердой подвижной поверхности для основания
- Телефонный кабель USB
- Сотовый телефон
- Сначала возьмите медный провод и плотно оберните его вокруг маркера примерно 30 раз.
- Затем снимите медную катушку и несколько раз оберните оба конца провода вокруг петли, чтобы все отдельные жилы оставались вместе. Убедитесь, что на каждом конце торчит около дюйма проволоки.
- Повторите шаги 1 и 2, чтобы получить две медные катушки примерно одинакового размера.
- Используя нож для резки бумаги, осторожно проведите лезвием по четырем концам медных проводов, которые выступают из двух катушек, чтобы обнажить серебро под ними.
- Скрутите конец одного конца медного провода с другим концом противоположного медного провода.Проделайте это с каждым концом так, чтобы две катушки были соединены своими концами.
- Возьмите настенное зарядное устройство USB и оберните один из скрученных концов вокруг одного контакта, а затем повторите действия с другим контактом.
- Чтобы закрепить насадку, приклейте горячим клеевым пистолетом провода к штырям.
- Поместите катушку по обе стороны от настенного зарядного устройства. Затем приклейте катушки к зарядному устройству.
- Приклейте неодимовые кольцевые магниты размером 2 x 1 x дюйма к дереву. Магниты должны стоять на боках и приклеены примерно на 1 шт.5 дюймов друг от друга.
- Подключите телефонный кабель USB к настенному зарядному устройству. Затем подключите зарядное устройство к телефону.
- Как только вы поместите всю настенную зарядную систему между двумя магнитами, ваш телефон должен автоматически начать заряжаться.
Участвуя в этих экспериментах, очень важно соблюдать надлежащие меры безопасности, особенно при работе с сильными неодимовыми магнитами. Возможности для устройств с бесплатной энергией безграничны с помощью нескольких продуктов Apex Magnets и большого творчества.Для других интересных экспериментов и магнитных советов подписывайтесь на нашу ежемесячную новостную рассылку. Вы получите доступ к большему количеству новостей о магнитах в науке и эксклюзивных предложениях, доступных только подписчикам Apex Magnets!
Размещено: Сентябрь 18, 2019
Сделайте свое собственное магнитное зарядное устройство — Журнал Gas Engine
Питер Рук | 28 октября 2009 г.
1/16
Питер Рук заряжает магнето Вебстера на своем самодельном магнитном зарядном устройстве.Обратите внимание на использование блоков, чтобы получить хорошее соединение с магнитами.
Фото Питера Рука
2/16
Снятие кожи с сердцевины.
Фото Питера Рука
3/16
Снимите верхнюю поверхность перед тем, как повернуть выступ, чтобы удерживать верхнее изоляционное кольцо.
Фото Питера Рука
4/16
Обрезка верхней части опорной плиты на лету.
Фото Питера Рука
5/16
Нижнее изолирующее кольцо с вырезом для провода.
Фото Питера Рука
6/16
Первый слой наматывают на сердцевину.
Фото Питера Рука
7/16
Установка намотки катушек на токарном станке. Видна изоляция карты на сердечнике.
Фото Питера Рука
8/16
Дно сердечника после размещения на поверхности пластины.
Фото Питера Рука
9/16
Ядро намотки. Болт в верхней части был временным, просверливался по центру и использовался для защиты резьбы при использовании центра токарного станка.
Фото Питера Рука
10/16
Припаиваем соединительный провод к концу обмоточного провода. Видно эпоксидное покрытие сердечника.
Фото Питера Рука
11/16
Заклеив эпоксидную смолу лентой, можно увидеть стык с проволокой для подвешивания, покрытый термоусадкой.
Фото Питера Рука
12/16
Клеммы для зажимов типа «крокодил» для проводов аккумулятора.
Фото Питера Рука
13/16
Электропроводка внутри коробки.Амперметр закреплен на внутренней стороне крышки вверху.
Фото Питера Рука
14/16
Схема подключения.
Фото Питера Рука
15/16
Комплектное зарядное устройство без полюсов. Красная краска, обозначающая положительный вывод, видна, как и четкие обозначения северного и южного полюсов.
Фото Питера Рука
16/16
Заряжается магнето IHC Model L.
Фото Питера Рука
❮ ❯Часть 1 описывает мыслительные процессы, ведущие к проектированию зарядного устройства и подготовке планов.Следующая приятная часть: обработка металла.
Мой обычный поставщик стали смог найти немного «черной стали», которая похожа на C1018 тем, что в ней содержится менее 0,2% углерода. На самом деле он имеет свойства, аналогичные железу, но уступает чистому магнитному железу. Круглая черная сталь имеет шероховатую поверхность, поэтому ее необходимо заказывать большего размера, чтобы ее можно было обработать до хорошего качества.
Я заказал 12-дюймовый стальной лист диаметром 3,5 дюйма вместе с 12-дюймовым элементом 4 на 2.5-дюймовая сталь, которая будет использоваться для основания. Кроме того, было приказано разрезать и обработать 18-дюймовую сталь размером 3,5 на 1,5 дюйма для получения четырех полюсных наконечников.
В то время как 200 витков провода 10 AWG на катушку теоретически генерировали бы около 45 000 ампер-витков, потребляемый ток будет большим, более 100 ампер. Его можно уменьшить до 74 ампер, увеличив количество витков до 300, при этом достигнув того же количества ампер-витков. Кроме того, стандартной 4-килограммовой катушки от поставщика достаточно для намотки 300 витков (если начальный диаметр сердечника составляет 3 дюйма).Кроме того, намотка диаметром 3 дюйма на 5 дюймов сердечника приводит к тому, что обмотка состоит почти из 6 слоев, что означает, что она может начинаться и заканчиваться около дна. Заказанный медный провод представлял собой обмоточный провод класса H с двойным полиэфирным покрытием, способным выдерживать высокое истирание и высокие температуры.
Некоторое количество твердого пластика, приобретенное много лет назад и с тех пор хранящееся в углу мастерской, было использовано для формирования концевых пластин и платформы, на которую устанавливается магнито во время его зарядки.
Чтобы уменьшить дугу при включении и выключении питания, был приобретен 12-вольтовый соленоид автомобильного стартера, а также простой нажимной переключатель, несколько соединительных проводов (6 и 8 AWG) и клеммные винты.В этих точках все еще будет некоторое искрение, поэтому для его подавления потребовались выпрямительные диоды.
Для более профессионального устройства можно добавить амперметр, который очень полезен, поскольку он показывает, когда идут пиковые значения ампер. Это позволяет отключить питание на секунду позже, когда сердечники катушек будут полностью насыщены.
Обработка сердечника и основания
Железный кусок длиной 12 дюймов был разрезан пополам с помощью механической ножовки перед установкой одной детали на токарный станок.В идеале, один конец должен поддерживаться фиксированной стойкой, но стержень был слишком велик для моей стойки. Чтобы обойти эту проблему, сердечник был плотно зажат в патроне, а затем на небольшой скорости просверлили отверстие, чтобы можно было использовать центр задней бабки при токарной обработке. Это центральное отверстие будет просверлено позже и нарезано крепежными винтами.
Во-первых, один конец сердечника был выправлен как можно более чисто с помощью комбинации точной резки и низкой скорости. Далее корпус утюга стал гладким, удерживая всего 0.500 дюймов сердечника в патроне, чтобы удалить шероховатость перед поворотом на 3 дюйма. Затем сердечник перевернули и снова удерживали в 4-кулачковом патроне, затем точно отцентрировали с помощью индикатора часового типа, прежде чем другой конец можно было повернуть под квадрат и снять шероховатость с верхней части 0,500 дюйма, которая осталась чуть менее 3,5 дюймов снаружи / диаметр для поддержки пластикового изоляционного кольца.
Наконец, на каждом конце были просверлены отверстия диаметром 0,274 дюйма, готовые для нарезания резьбы установочными винтами 0,313 дюйма, которые будут использоваться для закрепления сердечников на основании и крепления полюсных наконечников.
После подготовки двух ядер внимание переключилось на основание. Не имея доступа к плоскошлифовальному станку для получения гладкой поверхности, первым делом нужно было установить блок на фрезерный стол, а затем нарезать его острым, быстрорежущим стальным ножом с очень низкой скоростью подачи. Убедившись в качестве поверхности, отверстия диаметром 0,375 дюйма для двух крепежных болтов сердечника были размечены и просверлены с зенковкой на нижней стороне.
Следующим шагом было покрытие нижней части двух жил тонким слоем инженерного синего цвета перед установкой их на место для проверки посадки.Как обсуждалось в предыдущей статье, воздушный зазор значительно снижает величину магнитной силы, поэтому в идеале ее не должно быть. Если у вас нет идеальной посадки, используйте скребки. Лучший способ сделать это — нанести на поверхность пластины тонкий слой инженерного синего цвета (кусок листового стекла — хорошая замена, если у вас нет пластины).
Поместите выравниваемую поверхность на пластину для обработки поверхности и, если у вас неравномерное покрытие синего цвета, соскребите высокие точки и продолжайте повторять процесс, пока не будет достигнуто почти 100-процентное покрытие.
Изоляция
Перед тем, как начать наматывать жилы, необходимо закончить изоляционные кольца на каждом конце и между сердечником и проводом.
Во-первых, две изолирующие шайбы должны быть изготовлены из изоляционного пластика. Следите за тем, чтобы пластик не проводил электричество (как некоторые).
Верхнее кольцо будет опираться на заплечик слева при обработке сердечника и может удерживаться на месте эпоксидным клеем. Для нижнего кольца сделайте нижний 0 шероховатым.250 дюймов, чтобы помочь эпоксидному цементу полностью схватиться.
Для аккуратной намотки в этом кольце можно вырезать канавку на глубину диаметра обмоточного провода, чтобы его начало не находилось под давлением со стороны остальной части обмотки. Если вы решите накатать этот кусок сердечника для приклеивания клея, убедитесь, что вы сделали это перед воронением и соскабливанием, так как накатка поднимет край, который может помешать герметичной посадке.
После установки изоляционных колец можно изолировать сам сердечник. Требуется что-то более прочное, чем намотка изоляционной ленты, и хороший носитель — это кусок картонного файла, который можно приклеить к фитингу сердечника между изолирующими шайбами с перекрытием в стыках не менее 0.500 дюймов. На всякий случай я использовал две толщины.
Прочая арматура
При механической обработке полюсных наконечников было решено сделать четыре, чтобы была некоторая гибкость в использовании различных комбинаций при зарядке магнето.
Их конструкция представляла собой простой случай вырезания четырех блоков из куска 18-дюймовой стали с разметкой стали для минимизации количества разрезов и потерь материала.
После распиловки стороны блоков были обрезаны до квадрата и зачищены грани.(Использование плоскошлифовального станка было бы более быстрым и простым вариантом!) \
Затем были фрезерованы прорези для крепежных винтов, прорезав прорези с разных сторон каждой пары, чтобы сделать их более универсальными.
Таким же образом, как и при установке сердечников на основание, каждый блок очищался от зазоров, чтобы гарантировать отсутствие воздушных зазоров и стопроцентную совместимость друг с другом и сердечниками.
Основание зарядного устройства должно быть прикреплено болтами к куску древесины толщиной 1 дюйм, чтобы обеспечить точку крепления коробки с проводкой.В качестве альтернативы можно использовать стальной коробчатый профиль, чтобы обеспечить более крупное основание и некоторую стабилизацию узкого стального основания.
Обмоточный провод
Перед тем, как начать наматывать сердечники, важно помнить, что обмотки должны следовать в правильном направлении, чтобы два сердечника работали вместе и не нейтрализовали друг друга. Применяется правило захвата правой рукой: пусть ваши пальцы указывают в направлении тока, а большой палец указывает на северный полюс, поэтому один сердечник нужно наматывать по часовой стрелке, а другой — против.
Обмоточный провод был заказан на двух катушках по 4 кг, поэтому при намотке не требовалось никаких измерений или подсчета. Если вы используете проволоку 10-го калибра, ее нужно немного натянуть для правильной посадки, и, конечно же, самый простой способ намотать ее — использовать токарный станок после установки шага винта на толщину проволоки, в данном случае 10 TPI для проволоки диаметром 0,100 дюйма. Проволока натягивалась, пропуская ее через нейлоновую втулку, зажатую в держателе расточной оправки токарного станка. Для этой операции лучше, если будет два человека; один управляет переключателем толчкового режима токарного станка, другой обеспечивает правильную подачу проволоки.
Если у вас нет токарного станка, то можно сделать намоточный станок с кривошипной рукояткой.
Приклейте 12-дюймовый хвостик к изолирующей шайбе и намотайте первые два или три витка. Затем используйте немного эпоксидной смолы быстрого отверждения, чтобы удерживать ее на месте перед тем, как начать наматывать первый слой. После того, как первый слой будет завершен, лучше всего нанести на него слой эпоксидной смолы быстрого закрепления и дать ему высохнуть, что предотвратит перемещение проволоки при намотке следующего слоя. Переверните токарный станок и намотайте оставшуюся катушку, оставив еще один 12-дюймовый хвост.К счастью, расчеты были правильными, и шестой слой закончился в нижней части ядра. Последний хвост был помечен изолентой, чтобы идентифицировать его, прежде чем обернуть ткань вокруг катушек и покрыть эпоксидной смолой для защиты, которая позже была отшлифована и покрыта пластиковой изолентой.
После сборки первой жилы наматывали вторую жилу, следя за тем, чтобы направление проволоки было обратным.
Обратная электродвижущая сила
Обратная ЭДС — это напряжение, которое возникает, когда питание катушки отключается и магнитное поле катушки разрушается.Коллапсирующее магнитное поле создает обратную ЭДС, которая будет пытаться удерживать ток от падения до нуля. Даже использование соленоида стартера не предотвратит искрение контактов, когда это произойдет, и вскоре они могут выйти из строя.
Для предотвращения этого необходимо использовать выпрямительный диод, подключенный к каждой катушке. Этот диод должен иметь достаточные параметры в отношении ампер и вольт, чтобы выдерживать скачок напряжения, который может составлять 1000 вольт или более. Низкое сопротивление диода приведет к короткому замыканию обратной ЭДС и защитит переключатель.
Чтобы справиться с потенциальной обратной ЭДС для выбранной конструкции (две катушки по 75 ампер каждая), были приобретены диоды на 1400 вольт, которых было более чем достаточно для ее нейтрализации.
Электромонтаж
Чтобы закончить каждую из катушек, к концу обмоточного провода был припаян провод 8 AWG, предварительно осторожно соскоблив его пластиковую изоляцию. Затем паяное соединение было покрыто термоусадочной изоляцией перед установкой катушки на токарный станок в последний раз, чтобы намотать пару слоев изоляционной ленты.
После того, как катушки были завершены, временные болты с центральным отверстием для поворота были удалены, а соединительные поверхности на основании были очищены, а затем слегка смазаны маслом, прежде чем они были надежно закреплены на месте.
Автомобильные соединительные кабели использовались для подключения аккумулятора к зарядному устройству, поэтому, чтобы упростить использование больших зажимов типа «крокодил», два куска 1-дюймовой латуни были выточены с канавкой перед перекрестным просверливанием с отверстием 0,188 дюйма для 6 Кабель AWG используется для подключения источника питания для распределения к катушкам.Наконец, в верхней и нижней части латуни были нарезаны резьбы 2 на 0,156 дюйма, чтобы прикрепить ее к изолирующему пластику и использовать как крепежные винты для кабеля. После сборки положительный полюс был помечен красной краской, чтобы гарантировать, что подключение к батарее всегда было правильным.
Автомобильный соленоид был громоздким предметом, поэтому следующей покупкой был пластиковый ящик, достаточно большой, чтобы вместить в него проводку, диоды и измеритель (если он есть). Соленоид был куплен на eBay и поставлялся без схемы подключения, поэтому пришлось потратить несколько минут, чтобы определить правильную последовательность подключения, чтобы он заработал.
Клеммная колодка может использоваться для соединения различных компонентов. В качестве альтернативы можно использовать некоторые самодельные клеммные колодки со стержнями с резьбой 0,250 дюйма, на которые можно привинчивать обжимные клеммы, прикрепленные к проводам.
Для активации запущенного соленоида можно использовать простой 12-вольтный пресс-выключатель, который выключается, как только давление сбрасывается.
Электромонтаж проводился поэтапно, сначала клеммы для аккумулятора, выключателя и соленоида. Как только выяснилось, что все работает правильно, была подключена первая катушка вместе с диодом, поэтому полярность катушки можно было проверить с помощью магнитного компаса.Затем нажимной переключатель был нажат на пару секунд, удерживая компас рядом с ним, но не слишком близко в случае изменения полярности компаса. Чтобы быть осторожными, эта первая катушка была затем отключена, а вторая катушка подключена и проверена. Электроэнергия подавалась всего на пару секунд, чтобы не допустить перегрева катушек.
Затем были подключены две катушки и подключен амперметр в соответствии с прилагаемыми к нему инструкциями по подключению.
Зарядка магнето
После проверки соединений лучший способ проверить зарядное устройство — это зарядить магнето.
Магниты магнето легче заряжать, когда они собраны, поскольку это избавляет от необходимости размещать держатели поперек полюсов для сохранения магнетизма после удаления магнитов из зарядного устройства.
Первый и важный шаг при перезарядке магнита — это правильно определить полярность север / юг, а затем пометить ее на магните куском мела. Неправильное размещение магнето на зарядном устройстве может привести к потере всего магнетизма и чрезвычайно затруднить его повторную зарядку до его полного потенциала.
Чтобы определить полярность магнитов, можно использовать компас. Или подвесьте магнето над зарядным устройством, используя шнур, чтобы он мог свободно вращаться. Включите зарядное устройство, и магнето должно выровняться по принципу притяжения противоположностей; северный полюс магнето должен быть размещен на южном полюсе зарядного устройства.
При установке магнето на зарядное устройство используйте лучшую комбинацию полюсных наконечников, чтобы сконцентрировать магнитное поле в магнито-магнитах.В случаях, связанных с зарядкой более современных высоковольтных магнето с корпусами из сплава, может потребоваться изготовление полюсных наконечников специальной формы, чтобы сфокусировать магнитное поле там, где это необходимо.
Зарядное устройство заработает всего секунду или две, и нет необходимости в каких-либо других черных художественных приемах, таких как постукивание по магнитам, как это предлагается в некоторых очень старых статьях по зарядке магнето. Если у вас есть амперметр, вы скоро сможете определить, когда снимаются пиковые усилители; подождите еще секунду или две, а затем отпустите переключатель.Сердечники зарядного устройства будут насыщены и передадут магнетизм на магнето. Если почувствуете необходимость, процесс зарядки можно повторить.
После перезарядки моих магнето разница в силе притяжения магнитов была отчетливо заметна при повороте якоря.
При работе с зарядным устройством было замечено, что используемый небольшой автомобильный аккумулятор выдавал только ток 9 вольт при напряжении около 50 ампер, а не расчетное значение в 12 вольт при более чем 70 ампер. Это могло быть вызвано плохим контактом через зажимы типа «крокодил», а установка болтов на наконечниках кабеля аккумулятора на соединительных проводах, вероятно, улучшила бы соединение.При 50 А ампер-витки все еще были более 30 000 — более чем достаточно для магнето старого типа. Если бы потребовалось больше ампер-витков, можно было бы использовать более мощную батарею.
Магнитное зарядное устройство оказалось очень полезным дополнением к мастерской, и в результате у меня появилось много друзей. При весе более 100 фунтов, включая полюсные наконечники, но без батареи, это не то, что можно взять с собой на мотор-шоу, не построив подходящую тележку, подобную конструкции John Rex (упоминается в Части 1).
Свяжитесь с Питером Рук из Hardigate House, Hardigate Rd., Cropwell Butler, Nottingham NG12 3AH, England • [email protected] • www.enginepeter.co.uk
СТАТЬИ ПО ТЕМЕ
Посмотрите, как скоро будет перемещен старинный двигатель Murray Corliss 1939 года выпуска мощностью 1000 л.с.
Посмотрите тандемный составной паровой двигатель Corliss 1902 года, построенный компанией J and W McNaught Ltd.
Посмотрите, как работает этот бензиновый двигатель Abenaque мощностью 5 л.с., первоначально разработанный Фредериком М. Гилбертом в Новой Англии.
Создайте собственное индукционное зарядное устройство
Как заядлый любитель, я хотел бы иметь удобный способ подзарядки моих проектов с батарейным питанием без необходимости связывать порты USB на моем компьютере.Заимствуя концепцию беспроводных зарядных устройств, представленных на рынке, я решил создать свои собственные. Так что, если вам нравится идея иметь беспроводную замену для вашего USB-порта, откройте ящик с излишками запчастей и давайте начнем процесс индукции.
Как работает индуктивная связь?
Википедия определяет Resonant Inductive Couplin g как «беспроводную передачу энергии в ближнем поле между двумя катушками, настроенными на резонанс на одной и той же частоте».
Формула для расчета резонансной частоты:
ƒ r = 1 / (2 * пи * √ (LC))
Вы можете использовать измеритель для определения индуктивности, но не для распределенной емкости, которая накапливается между обмотками.3/ L )]
Где
C = Собственная емкость в пикофарадах
R = Радиус катушки в дюймах
L = Длина катушки в дюймах
Катушка прототипа для этого проекта была намотана с использованием лишнего провода, который я оставил от предыдущего проекта. Размер катушки был основан на размере, который был характерен для большинства моих проектов среднего размера. Катушка представляла собой плоскую однослойную спиральную катушку, созданную из эмалированного магнитного провода 26 AWG, который имел внутренний диаметр 1 дюйм и внешний диаметр 2.5 ”.
Катушка была намотана с 44 витками и имела индуктивность 152 мкГн с паразитной емкостью 1 мкФ. Используя только что приведенную формулу резонансной частоты, я обнаружил, что катушка будет резонировать на частоте 12,9 кГц. Если вы хотите использовать катушку собственной конструкции, вам нужно будет найти для нее резонансную частоту.
Существуют онлайн-сайты, которые служат калькуляторами, которые могут значительно облегчить работу; есть один такой калькулятор, расположенный по адресу www.1728.org/resfreq.htm , который может вычислить частоту, емкость или индуктивность, если у вас есть две из трех переменных.Вы можете начать с катушек, используемых в этом проекте, прежде чем пытаться использовать катушки собственной конструкции.
Система беспроводной зарядки должна содержать следующие элементы схемы:
- Любой тип генератора, способный генерировать резонансную частоту.
- Силовой транзистор, служащий усилителем для возбуждения первичной катушки.
- Набор катушек, которые служат в качестве первичного передатчика и вторичного приемника.
- Двухполупериодный выпрямитель для преобразования входящего переменного тока в постоянный.
- Регулятор напряжения для создания напряжения, пригодного для зарядки разряженных аккумуляторов.
- Схема для управления процессом зарядки литий-ионных или никель-металлгидридных аккумуляторов.
Схема, показанная на Рис. 1 — это пример системы с контрольными точками для поиска и устранения возможных проблем, а также размещение измерителя, необходимое для расчета энергоэффективности.
РИСУНОК 1. Схема индуктивного зарядного устройства с контрольными точками.
Строительство Цепи
Прежде чем вы сможете полностью протестировать работу схем передатчика и приемника, вам нужно будет построить набор катушек.
Создание катушек
Если вы собираетесь создавать свои собственные катушки, попробуйте поэкспериментировать с различными диаметрами проволоки, геометрией катушек и различными размерами катушек. Ниже приводится описание техники проектирования змеевиков, которая является кульминацией и воплощением многих лун усилий в применении одного метода.
Конструкция змеевика может быть самой сложной частью этого проекта. Предлагаемые катушки для этого проекта представляют собой плоские блинчики, напоминающие конструкцию старой первичной катушки Тесла. Их практически невозможно изготовить без специальной техники. Я пробовал множество способов создать эти катушки; Обсуждаемый здесь метод дает наиболее стабильные результаты.
Вам понадобится два акриловых блока на катушку. Блоки должны быть такой толщины, чтобы их было сложно деформировать.Я обнаружил, что акрил толщиной около 1/4 дюйма довольно устойчив при нагрузках. Вы можете найти сборные блоки в большинстве хорошо оснащенных ремесленных магазинов; они обычно используются для изготовления штамповочных инструментов. Я нашел те, которые использовал в магазине товаров для рукоделия Michaels, но их можно заказать в разных местах в Интернете.
Единственная проблема сборных блоков — это отсутствие разнообразия размеров. Блоки, которые я использовал, имеют квадрат 2,5 дюйма, что отлично работает с учетом размеров цепей, которые я хотел бы сделать перезаряжаемыми по беспроводной сети.Для катушки передатчика и приемника вам понадобятся два набора конфигураций блоков, показанных на рис. 2 .
РИСУНОК 2. Держатели для намотки катушек передатчика и приемника.
Вырежьте диск диаметром 1 дюйм из любого майларового материала. Толщина диска должна быть такой же, как у проволоки. У меня был эмалированный магнитный провод 26 AWG из предыдущего проекта, но подойдет провод любого калибра (в пределах разумного). Просверлите отверстие 3/16 дюйма в центре двух акриловых блоков и в центре майларового диска диаметром 1 дюйм.Чтобы сделать U-образные вырезы, просверлите отверстие диаметром 1/4 дюйма, охватывающее часть диска диаметром 1 дюйм, как показано. С помощью отрезного круга Dremel или ножовки разрежьте блок от краев до отверстия 1/4 дюйма, чтобы он соответствовал форме на Рис. 2 .
Используя крепежный винт, убедитесь, что детали можно собрать (снова см. Рисунок 2 ). Вставьте один конец провода, как показано, оставив примерно 6 дюймов, и намотайте катушку, как показано на Рисунок 3 ; сохраняйте небольшое натяжение проволоки во время наматывания.
РИСУНОК 3. Намотка катушки передатчика.
Намотайте катушку, пока она не достигнет края блока. Обрежьте провод, оставив на этом конце шесть дюймов. Приклейте конец провода к одному из блоков, чтобы катушка не распуталась. С помощью маленькой щетки или зубочистки нанесите вазелин на место пересечения вырезов в пластиковом блоке катушки, как показано на , рис. 4 .
РИСУНОК 4. Нанесение клея для замораживания готовой конструкции змеевика.
Нанесите клей Super между краями U-образных вырезов с помощью кисточки для нанесения клея, также показанной на Рисунок 4 . Вазелин предотвратит прилипание клея к краям прорезей в пластиковых блоках.
Когда клей высохнет, разберите приспособление, и у вас останется катушка, приклеенная к блоку. Это будет катушка передатчика в зарядной базе.
Катушка приемника изготавливается почти так же, за исключением того, что вы будете использовать вырезанные акриловые блоки сверху и снизу, как показано на Рис. 5 .Нанесите вазелин на все четыре точки пересечения катушки на акриловый блок и приклейте катушку так же, как катушку передатчика. После высыхания разберите зажимное приспособление, как показано на рис. 5 , , и у вас останется только плоская катушка для блинов. Оставьте диск в центре катушки.
РИСУНОК 5. Метод создания приемной катушки.
Возможно, вы захотите приклеить большую часть поверхности катушки после ее разделения, чтобы сделать ее более устойчивой. Эта катушка будет установлена на плате приемника вместе с выпрямительными деталями и электроникой регулирования напряжения.
Когда закончите, у вас должна получиться катушка передатчика, приклеенная к верхней части одного из ваших акриловых блоков (см. Рисунок 6 ). Катушка приемника не должна быть прикреплена ни к одному из акриловых блоков, а майларовый диск диаметром 1 дюйм должен оставаться в центре катушки для облегчения установки на карту приемника. Обе катушки должны иметь сопротивление примерно 1 Ом.
РИСУНОК 6. Свежеобмотанные передающие и приемные катушки.
Как только вы закончите с катушками, мы начнем с разбивки схемы (, рис. 1, ) на построение отдельных цепей передатчика и приемника. Я рекомендую собрать обе схемы на отдельных макетных платах, прежде чем переходить к окончательной печатной плате.
Строительство цепи передатчика
Для передатчика требуется источник питания 12 В, способный выдать один ампер. PICAXE работает от 2,4 В до 5 В, и для получения напряжения в этом диапазоне потребуется регулятор напряжения.Используйте регулятор 3,3 В или 5 В, например LM2950 или LM7805. Микроконтроллер PICAXE 08M2 служит генератором, который генерирует резонансную частоту. Выход 08M2 подается на затвор силового транзистора MOSFET, который управляет катушкой непосредственно со стока. Демпферный конденсатор со стороны стока полевого МОП-транзистора на землю включен для предотвращения повреждения полевого МОП-транзистора индуктивной отдачей во время переходов при выключении. Обратная ЭДС может быть довольно значительной (в 10 раз больше входного напряжения) даже с трансформаторами с воздушным сердечником.
Лучшим конденсатором здесь является конденсатор класса MKP, который часто используется при генерации сильноточных импульсов, но металлизированного пленочного конденсатора (MPF) с более высоким напряжением будет достаточно. Амперметр должен быть размещен, как показано на схеме, для измерения входного тока, потребляемого схемой, с целью расчета эффективности.
PICAXE необходимо запрограммировать для генерации резонансной частоты. Для этого добавьте на макетную плату два резистора, как показано на рис. 1 .Подключите кабель для программирования к аудиоразъему и загрузите следующие строки кода для генерации выходного сигнала 12 кГц с рабочим циклом 50%:
ОСНОВНОЙ КОД ДЛЯ ГЕНЕРАЦИИ 12 кГц
setfreq m8 ‘REM устанавливает рабочую скорость на 8 МГц
сделать ‘REM начало цикла
pauseus 1200 ‘REM создает паузу 1200 µS
pwmout c.2, 153, 308 ‘REM генерирует выходной сигнал 12 кГц
‘@ 50% рабочий цикл
pauseus 1200 ‘REM создает паузу 1200 µS
loop ‘REM Конец цикла
Код для создания любой частоты с заданным рабочим циклом может быть сгенерирован с помощью мастера pwmout компилятора и вызывается из меню программы.В прототипе схемы я разместил светодиод «PWR ON» сбоку на акриловой платформе катушки 1/4 дюйма. Это создает интересный эффект при включении цепи.
Строительство приемной цепи
После подачи энергии на вторичную обмотку выпрямитель преобразует поступающий переменный ток в значение постоянного тока. Выходное напряжение может не соответствовать нормальному передаточному отношению и быть выше входного напряжения. Это происходит из-за звонка на исходящей волне, которая ослабляется на вторичной обмотке, вызывая повышение напряжения.Это не проблема, если оно не превышает входной предел 35 В для большинства регуляторов.
Демпферный конденсатор 0,1 мкФ должен быть помещен между выходами вторичной катушки для блокировки индукционной отдачи. Не стесняйтесь использовать в конструкции либо дискретные диоды, либо комплектный мостовой выпрямитель. Убедитесь, что устройства, которые вы устанавливаете, могут выдерживать ток в один ампер при напряжении 50 В. Выход постоянного тока регулируется до 5 В с помощью регулятора LDO, такого как LM78L05. Очень важно использовать стабилизатор версии LDO для обеспечения источника постоянного тока и постоянного напряжения, как выход USB.
Чтобы измерить выходную мощность приемной цепи, подключите резистивное короткое замыкание к регулируемому выходу 5 В, который можно включить с помощью ползункового переключателя SPST, как показано на рис. , рис. 1 . Используйте измеритель, чтобы определить падение напряжения на резисторе. Используя закон Ома, вы можете вычислить выходную мощность как I = E / R. Используйте значение сопротивления с базой 10, чтобы упростить вычисления. Обязательно используйте резистор соответствующей мощности для фиктивной нагрузки. Для создания значений тока, близких к одному ампер, вам понадобится резистор мощностью 5 Вт.
Тестирование вашей схемы
При сборке некоторых силовых транзисторов может потребоваться присоединить провода меньшего диаметра к выводам, чтобы подключить их к макетной плате. Вам также понадобится способ перехватить (+) провод от источника питания, чтобы подключить амперметр.
Подключите катушки к схемам макетной платы и прикрепите измерители, как показано на Рис. 1 . Поместите катушку приемника над катушкой передатчика, разделив их одним из акриловых блоков, которые будут действовать как изолятор.Подайте питание на схему передатчика и запишите значения с обоих измерителей. Замкните SW1, чтобы замкнуть фиктивную нагрузку на выходе регулятора.
Вы должны заметить увеличение значения входного тока из-за того, что короткое замыкание отражается обратно на первичную обмотку. Возможно, вам понадобится радиатор вашего силового транзистора. Если при резонансе становится слишком жарко, нужно проверить свою работу. Сначала попробуйте рекомендации, приведенные в разделе «Устранение неполадок».
ХАРАКТЕРИСТИКА ВЫХОДНОЙ МОЩНОСТИ И ЭФФЕКТИВНОСТИ
FDH055N15A — N-Channel Power Trench MOSFET 150V, 167A, 5.9 мВт
ДИАМЕТР КАТУШКИ = 2,5 | АПЕРАТУРА = 1 ”| РАЗДЕЛЕНИЕ = 0,25 дюйма
ЧАСТОТА = 12,9 кГц РАБОЧИЙ ЦИКЛ = 50%
Входное напряжение = 12 В Выходное напряжение 5,06 В (31 В нерегулируемый)
Падение напряжения на нагрузке 10 Ом, закороченной = 0,710 В (I = E / R) 710 мА
Вход = 900 мА Выход = 710 мА КПД = 710 мА / 900 мА * 100 = 78%
Добавить приемник подзарядки в свои проекты очень просто. Ниже приведен пример проекта с батарейным питанием, который я преобразовал для беспроводной подзарядки.Я взял существующий проект, который представляет собой игру Pong со светодиодной матрицей 8 x 8, которая питается от литий-полимерной батареи. Игра занимает площадь 3 x 2 дюйма с аккумулятором на задней стороне платы. Я установил катушку приемника на доску того же размера, что и игра, оставив достаточно места для электроники в приемнике.
Я хотел сделать карту приемника как можно более тонкой, чтобы не добавлять глубины существующему проекту. Рис. 7 — это фотография зарядного приемника, прикрепленного к этому проекту, который я хочу заряжать по беспроводной сети.
РИСУНОК 7. Зарядка устройства на базе передатчика.
Вся плата приемника добавляет только 1/4 дюйма к глубине проекта. Одиночный диспетчер заряда батареи IC, показанный на , рис. 8, подключен к выходу регулятора 5V. Для этого чипа (производства Maxim Integrated) требуется всего несколько внешних компонентов, и он будет управлять зарядкой одноэлементной литиевой батареи. MAX1811 имеет светодиод, который показывает, когда зарядка завершена.
РИСУНОК 8. Диспетчер зарядки литий-ионных аккумуляторов MAX1811.
Я смог получить номинальный срок службы примерно 400 зарядов с этим устройством. Я даже использую его для зарядки своих суперконденсаторов.
Поиск и устранение неисправностей
Эта схема была специально разработана, чтобы быть простой, поэтому поиск и устранение неисправностей, соответственно, должен быть простым. Ниже приведены напряжения, которые должны присутствовать в различных контрольных точках, показанных на схеме Рисунок 1 .
- В КОНТРОЛЬНОЙ ТОЧКЕ B должно быть 5 В (проверьте напряжение питания 12 В, если не 5 В).
- В КОНТРОЛЬНОЙ ТОЧКЕ A должно быть примерно 2,5 В (проверьте источник питания 08M2 или код).
- В КОНТРОЛЬНОЙ ТОЧКЕ C должно быть минимум 6 В (проверьте выпрямитель или переменный ток через катушку). Проверьте регулятор, подключив источник питания 12 В к входной клемме.
- У вас должно быть 5 В в КОНТРОЛЬНОЙ ТОЧКЕ D (проверьте соединения регулятора).
- В КОНТРОЛЬНОЙ ТОЧКЕ E должно быть 12 В переменного тока или больше (проверьте соединение катушки, если контрольные точки в списках 1 и 2 в порядке).
- У вас должно быть значение переменного тока в ТЕСТОВОЙ ТОЧКЕ F (проверьте соединение вторичной катушки, если контрольная точка в листинге 5 в порядке).
Возможные улучшения
Вам нужно придумать способ почувствовать, что объект был помещен на зарядную базу, чтобы передатчик не работал все время. Самый простой способ сделать это — разработать схему измерения тока, которая отключается при включении нагрузки.
В настоящее время я использую встроенные ИК-команды с 08M2 и использую ИК-схему в качестве системы обнаружения приближения.
При использовании 08M2 в приемнике может потребоваться двусторонняя связь между передатчиком и приемником. Вы также можете захотеть сделать большую площадь поверхности для зарядки.
Простым способом добиться этого было бы параллельное соединение катушек передатчика. Если вы делаете печатные платы, вы можете создать для приемника протравленную катушку, которую можно масштабировать в соответствии с приложением.
При использовании компонентов для поверхностного монтажа приемник может занимать площадь, близкую к размерам кредитной карты.
Заключение
Независимо от того, строите ли вы этот проект только для изучения индукции или фактически применяете его для какой-либо подзарядки, он гарантированно будет сложным как для начинающих строителей, так и для опытных. NV
